3. METODE
3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di perairan Pulau Pramuka, Kelurahan Pulau
Panggang, Kecamatan Kepulauan Seribu Utara, Kabupaten Administrasi
Kepulauan Seribu, Propinsi DKI Jakarta (Gambar 4). Lokasi pengambilan data
berada di Stasiun 1 terumbu tepi Pulau Pramuka dan Stasiun 2 Gosong Pramuka
(Tabel 1). Pengambilan data dilaksanakan pada bulan Oktober 2009, Maret 2010
dan Juli 2010.
Tabel 1 Posisi geografis stasiun penelitian.
Posisi Geografis Stasiun
Bujur Timur (BT) Lintang Selatan (LS)
Pulau Pramuka 1060 36’ 32,66” 050 44’ 59.50”
Gosong Pramuka 1060 36’ 40,10” 05 44’ 12.80”
3.2 Alat dan Bahan Penelitian
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi alat selam (SCUBA
diving), alat tulis bawah air, kamera bawah air, jangka sorong dan penggaris
plastik, botol sampel PE 500 ml, GPS, satu buah perahu motor, cool box,
sedimen trap, alat pengukur kualitas air seperti: termometer, secchi disk, DO
meter, hand refractometer, kompas, floating drauge, palu baja, paku beton, cable
ties, buku pengenal jenis-jenis karang (Veron 1986; Suharsono 2008), buku
pengenal jenis-jenis ikan karang (Allen 2000; Kuiter & Tonozuka 2001), buku
pengenal jenis-jenis invertebrata laut (Colin & Arneson 1995), dan buku pengenal
jenis-jenis soft coral dan seafan (Fabricius & Alderslade 2001).
Bahan penelitian ini adalah terumbu buatan beton yang disusun seperti
bentuk piramid berukuran 1x1x1 m (luas alas x tinggi). Setiap unit (modul) terdiri
atas 11 bagian, yaitu enam buah balok beton berukuran 100x14x14 cm
3, empat
buah balok berukuran 80x14x14 cm
3, dan sebuah prisma segi empat berukuran
60x60x60 cm
3sebagai kubah piramid (Gambar 5). Terumbu buatan ini
merupakan bagian dari proyek rehabilitasi ekosistem pulau-pulau kecil, Direktorat
Pendayagunaan Pulau-pulau Kecil, Kementerian Kelautan dan Perikanan yang
telah ditenggelamkan pada tahun 2001 di terumbu tepi Pulau Pramuka pada
kedalaman 3-10 m dan di Gosong Pramuka pada kedalaman 7-8 m.
Gambar 5 Model terumbu buatan beton objek penelitian (foto: Aziz 2010).
3.3 Tahapan
Penelitian
Secara garis besar penelitian ini terdiri atas 4 tahap, yaitu: 1) menentukan
modul terumbu buatan yang akan dijadikan objek penelitian kemudian
melakukan penandaan (tagging) terhadap semua koloni karang rekrut di
permukaan terumbu buatan, 2) melakukan pengukuran dan pengambilan data
parameter perairan, karang rekrut, dan ikan karang di terumbu buatan, 3)
mengkaji hubungan antara kelimpahan karang rekrut dan parameter lingkungan
perairan dan hubungannya dengan kelimpahan ikan di terumbu buatan, 4)
merumuskan implikasi manajemen dari hasil analisis data terhadap terumbu
buatan tersebut.
3.4 Penentuan Modul Sampel
Penentuan unit-unit terumbu buatan (modul) sampel yang akan dijadikan
sebagai objek penelitian dilakukan pada survei awal sebelum pengambilan data
dimulai. Dalam penelitian ini ditentukan 10 (sepuluh) modul, masing-masing 5
(lima) unit di setiap Stasiun untuk dijadikan sampel. Sampel dipilih berdasarkan
beberapa pertimbangan, yaitu: 1) kondisi fisik terumbu buatan susunannya masih
utuh, tidak berantakan atau jatuh, sehingga memungkinkan sampel untuk dapat
menyediakan ruang penempelan (settlement) planula karang secara optimal, 2)
memiliki kisaran kedalaman yang hampir sama, hal ini terkait dengan intensitas
cahaya yang diterima dan tingkat sedimentasi, 3) jarak antar modul, untuk
memudahkan dalam penandaan (tagging), pengamatan dan pengukuran koloni
rekrut sehingga tidak merusak koloni karang di sekitarnya.
3.5 Jenis
Data
Selain menggunakan data yang diperoleh dari pengukuran langsung di
lapangan, penelitian ini juga menggunakan data dari penelitian sebelumnya.
Jenis data yang didapatkan langsung dari lapangan meliputi:
1. Parameter fisika-kimia perairan
2. Karang rekrut yang menempel di permukaan terumbu buatan
3. Substrat dasar (terumbu karang alami) di sekitar terumbu buatan
4. Diameter substrat abiotik disekitar terumbu buatan
5. Jumlah dan jenis ikan karang di terumbu buatan
6. Jumlah dan jenis ikan karang di terumbu alami disekitar terumbu buatan
3.6 Prosedur Pengambilan Data
3.6.1 Parameter Fisika-Kimia Perairan
1) Suhu (
oC); diukur menggunakan termometer Hg di permukaan,
kolom air, dan dasar perairan sebanyak 3 kali ulangan tiap stasiun.
2) Salinitas (ppt); diukur menggunakan refraktometer di permukaan,
kolom air, dan dasar perairan sebanyak 3 kali ulangan di tiap stasiun.
3) Kecepatan arus (m/dt) dan arah arus; diukur menggunakan floating
drought, stop watch dan kompas sebanyak 3 kali ulangan.
4) Kecerahan (m); diukur menggunakan secchi disk sebanyak tiga kali
ulangan di tiap stasiun.
5) Kedalaman (m); diukur menggunakan depth gauge di setiap sampel.
6) pH; diukur menggunakan pH strip dari sampel air yang diambil dari
tiap stasiun, masing-masing 3 kali ulangan dari tiga titik berbeda.
7) Ammonium (NH
4); Phospat (PO
4-); Nitrit (NO
2-); Nitrat (NO
3-); Silikat
(SiO
2); masing-masing diukur dari sampel air laut yang diambil di
permukaan, kolom air dan dasar perairan dengan volume yang
sama, kemudian dicampur dan diambil sebanyak 500 ml dengan
botol PE. Botol sampel disimpan dalam wadah berpendingin untuk
dianalisis di laboratorium Produktifitas Lingkungan Perairan IPB.
8) DO (dissolved oxigen); diukur menggunakan DO meter, sebanyak 3
kali ulangan di tiap stasiun.
9) Sedimentasi (mg/cm
2/hari); pengukuran laju sedimentasi diambil
dengan sediment trap yang dibuat dari pipa paralon berdiameter 2,25
inci (5,715 cm) dengan tinggi 12 cm dan diletakkan 20 cm dari dasar
perairan (English et al. 1997). Setiap rangka berisi 3 buah paralon
sebagai ulangan. Berat sedimen diukur di laboratorium Produktifitas
Lingkungan Perairan IPB.
3.6.2 Karang Rekrut dan Biota Penempel Lainnya
Data koloni karang rekrut dan biota penempel lainnya pada
permukaan luar terumbu buatan diperoleh dari pengamatan langsung dan
pemotretan menggunakan digital underwater camera (Gambar 6). Setiap
koloni karang rekrut yang polipnya telah terlihat secara kasat mata, baik
yang masih hidup maupun yang sudah mati, dihitung dan difoto secara
tegak lurus. Sebagai referensi ukuran, digunakan penggaris 30 cm. Koloni
karang rekrut diidentifikasi sampai tingkat genus berdasarkan foto
menggunakan buku pengenal jenis-jenis karang (Veron 2000; Suharsono
2008). Ukuran luas koloni dihitung menggunakan software ImageJ versi
1,42q berdasarkan foto koloni. Jenis biota penempel lainnya dicatat dan
difoto, kemudian diidentifikasi.
Gambar 6 Contoh cara pemotretan koloni rekrut pada terumbu buatan
(foto: Subhan 2010).
Data substrat dasar di sekitar terumbu buatan, diambil dengan
metode Transek Garis Menyinggung (Line Intercept Transect) dan transek
kuadrat di setiap stasiun (English et al. 1997). Rollmeter dibentangkan
sepanjang 50 meter sejajar garis pantai di atas rataan terumbu alami
disekitar terumbu buatan pada kedalaman 8-10 meter sebanyak 2 kali
ulangan, sedangkan transek kuadrat diletakkan di atas transek garis
sebanyak 5 kali ulangan pada setiap kelipatan jarak 5 meter (Gambar 7).
Data yang diambil berupa luas tipe substrat dan komposisinya yang berada
dalam transek kuadrat yang kemudian diidentifikasi sampai tingkat genus.
Gambar 7 Ilustrasi cara pengambilan data substrat dasar.
3.6.4 Diameter Substrat Alami di Sekitar Terumbu Buatan
Data diameter substrat diambil menggunakan transek kuadrat yang
diletakkan di dasar perairan diantara terumbu buatan dan difoto secara
tegak lurus, dengan referensi ukuran penggaris. Pengambilan data ini
dilakukan 10 kali ulangan di setiap stasiun dengan jarak antar transek 5 m
(Gambar 8). Analisis diameter substrat dasar dibedakan berdasarkan
ukuran diameter, yaitu: <1 mm, 1-10 mm, 10-100 mm, dan >100 mm.
Gambar 8 Ilustrasi pengambilan data diameter substrat.
3.6.5 Ikan Karang di Terumbu Buatan
Pengambilan data ikan karang dilakukan pada area terumbu buatan
dan di sekitar terumbu buatan dengan metode sensus visual (visual
census), yakni mendata jenis dan jumlah ikan yang berada di kolom air
(English et al. 1997). Ikan karang yang berada dalam radius kira-kira 1
meter dari terumbu buatan sampel dicatat jumlah dan jenisnya. Identifikasi
jenis ikan menggunakan buku pengenal jenis-jenis ikan (Allen 2000; Kuiter
& Tonozuka 2001).
3.6.6 Ikan Karang di Terumbu Karang Alami
Pengambilan data ikan karang di terumbu karang alami di sekitar
terumbu buatan memakai metode sensus visual (English et al. 1997)
dengan didukung oleh video bawah air untuk membantu identifikasi.
Pengambilan datanya mengikuti garis transek yang sama dengan transek
garis untuk mengukur substrat dasar. Semua ikan yang berada dalam area
2,5 meter di sebelah kanan dan kiri transek sepanjang 50 meter dicatat
jumlah dan jenisnya. Identifikasi jenis ikan menggunakan buku pengenal
jenis-jenis ikan (Allen 2000; Kuiter & Tonozuka 2001).
Gambar 9 Ilustrasi cara pengambilan data ikan dengan sensus visual.
3.7 Analisis Data
Data kualitas perairan yang meliputi suhu, salinitas, kecerahan, arus,
phospat, nitrat, nitrit, silikat, amonium, oksigen terlarut (DO), pH, dan sedimen
dianalisis secara ekologis deskriptif. Penghitungan luas koloni karang rekrut
dengan software ImageJ 1,42q dilakukan dengan langkah-langkah sebagai
berikut:
1. foto koloni yang akan dihitung luasnya dibuka dari software ImageJ;
2. menentukan panjang skala yang diketahui dari penggaris referensi
(Gambar 10);
3. melingkari batas tepi koloni karang dengan Freehand selections atau
Polygon selections pada Tool Bar, kemudian menuliskan nama koloni dan
mengukur uas dengan memilih Plugins, Analyze, kemudian Measure And
Set Label.
4. Hasil pengukuran akan ditampilkan pada Results secara otomatis
(Gambar 11).
Gambar 10 Contoh tampilan penentuan skala pada software ImageJ.
Gambar 11 Contoh tampilan hasil pengukuran luas dengan software ImageJ.
Data koloni karang rekrut kemudian diolah dengan menghitung:
1) Persen tutupan karang dan substrat dasar
Persen tutupan karang batu hidup digunakan sebagai acuan dalam
menentukan kondisi terumbu karang, karena karang batu merupakan unsur
paling dominan di dalam ekosistem terumbu karang (Sukarno 1995). Persen
tutupan karang pada permukaan terumbu buatan dihitung dengan
membandingkan luas tutupan karang hidup dengan luas permukaan bagian
luar terumbu buatan. Persen tutupan karang hidup ditentukan dengan rumus
(modifikasi dari English et al. 1997):
Keterangan:
Tk = Persen tutupan koloni karang hidup (%)
A = Luas total jenis/genus karang hidup (cm
2)
B = Luas total permukaan luar terumbu buatan (cm
2)
Persen tutupan substrat dasar di terumbu karang alami disekitar terumbu
buatan dihitung dengan membandingkan luas total kategori substrat dasar
dengan luas transek kuadrat (modifikasi dari English et al. 1997):
Keterangan:
Ts = Persen tutupan substrat dasar kategori ke-i (%)
li = Luas total substrat dasar kategori ke-i (cm
2)
L = Luas total transek kuadrat (cm
2)
2) Kepadatan koloni karang rekrut
Kepadatan karang di terumbu buatan diperoleh dari penghitungan koloni
karang hidup pada permukaan luar terumbu buatan di setiap unit sampel dengan
rumus (modifikasi dari English et al. 1997):
Keterangan:
N = Kepadatan karang rekrut (koloni/cm
2)
ni = jumlah koloni karang genus ke-i
A = luas permukaan luar terumbu buatan (cm
2)
3) Indeks mortalitas karang (IMK)
Nilai indeks mortalitas karang pada terumbu buatan dan terumbu karang
alami dihitung dari persen tutupan karang mati dibagi dengan persentase karang
hidup (modifikasi dari Gomez & Yap 1988, in Madduppa 2006):
Keterangan:
IMK
= Indeks mortalitas karang
Am = Persentase karang mati dan patahan karang
A = Persentase karang hidup
4) Kelimpahan
ikan
Kelimpahan ikan di terumbu buatan dan terumbu karang alami diperoleh
dari pendataan dengan visual sensus. Kelimpahan ikan di terumbu buatan
dihitung dalam radius 1 meter dari terumbu buatan dengan dimensi panjang 3
meter, lebar 3 meter (3 x 3 = 9 m
2). Untuk kelimpahan ikan di terumbu karang
alami dihitung sepanjang garis transek 50 meter dengan lebar 2,5 meter di
sebelah kanan dan kiri transek (50 x 5 = 250 m
2). Persamaan yang digunakan
adalah sebagai berikut (English et al. 1997):
Keterangan :
N = Kelimpahan (individu/m
2)
ni = Jumlah individu ikan jenis ke-i
A = Luas area sensus ikan
5) Indeks Keanekaragaman Jenis (H’)
Dihitung menurut rumus indeks Shannon-Wienner (Odum 1993):
Keterangan: H’ = Indeks keanekaragaman Shannon-Wienner
ni = jumlah individu karang jenis ke-i
N = jumlah total individu seluruh jenis
Untuk organisme bentik, digunakan log
2pi, sedangkan untuk komunitas ikan
karang digunakan ln pi.
6) Indeks Keseragaman Jenis (E)
Indeks ini bertujuan mengetahui keseimbangan individu dalam keseluruhan
populasi, dihitung menggunakan rumus (Odum 1993):
Keterangan:
H’
= Indeks keanekaragaman Shannon-Wienner
H’maks
=
keanekaragaman
maksimum
(log
2S)
S
=
jumlah
spesies
7) Indeks Dominansi Jenis (C)
Dihitung menurut rumus indeks dominansi Simpson untuk ikan karang.
Indeks dominansi digunakan untuk mengetahui sejauh mana suatu kelompok
biota mendominasi kelompok lain. Rumus yang dipergunakan adalah (Odum
1993):
Keterangan: C = indeks dominansi
ni = jumlah individu jenis ke-i
N = jumlah total individu seluruh jenis
Semakin besar jumlah spesies maka semakin kaya dan seimbang distribusi
diantara spesies yang diukur dengan indeks keragaman. Sebaliknya semakin
kecil nilai C, maka komunitas tersebut didominasi oleh sedikit spesies.
8) Indeks Kesamaan (Similarity)
Untuk melihat kemiripan jenis karang rekrut di stasiun 1 dan stasiun 2
dianalisis dengan Indeks Kesamaan (Similarity) (Odum 1993).
Keterangan:
A = jumlah spesies dalam stasiun A
B = jumlah spesies dalam stasiun B
C = jumlah spesies yang sama pada kedua stasiun
Analisis statistika
Hasil pengolahan data penelitian akan diuji dengan analisis statistika
menggunakan software Microsoft Excel 2007. Untuk mengetahui apakah
terdapat perbedaan nyata antara kelimpahan ikan, kelimpahan karang rekrut,
dan persentase tutupan karang pada terumbu buatan di kedua stasiun penelitian,
dilakukan analisis ragam dua arah (Two Way ANOVA with replication) dengan
bulan pengamatan sebagai ulangan. Uji lanjutan untuk mengetahui perbedaan
rerata kelimpahan ikan, kelimpahan karang rekrut dan persentase tutupan
karang pada terumbu buatan di kedua stasiun dilakukan ’uji t’ pada taraf α 0,05
dan 0,01. Untuk mengetahui keterkaitan antara kelimpahan ikan dan tutupan
karang di terumbu buatan, dilakukan regresi antara kelimpahan ikan karang di
terumbu buatan (Y) dan persentase tutupan karang keras di terumbu buatan (X).
Hipotesis yang akan diuji dalam analisis ragam adalah:
Ho = µ1 - µ = 0
I.
Ho = Tidak terdapat perbedaan komposisi substrat pada terumbu buatan
beton di kedua stasiun penelitian
II.
Ho = Tidak terdapat perbedaan komposisi ikan pada terumbu buatan di
kedua stasiun penelitian
Penghitungan rerata (mean) dari sampel (Walpole 1993):
Keterangan: = rerata dari suatu sampel
xi
= nilai data ke-i
n
= jumlah data dari sampel
Penghitungan simpangan baku (standard deviation) sampel (Walpole 1993):
Keterangan: s = simpangan baku (standar deviasi) dari sampel
= rerata dari suatu sampel
xi
= nilai data ke-i
n
= jumlah data dari sampel
Koefisien korelasi (r) dan determinasi (r
2)
Nilai r menunjukkan ukuran hubungan antara dua peubah acak X dan Y berkisar
-1 sampai +1, dengan interpretasi sebagai berikut (Walpole 1993):
r = 0 artinya tidak ada hubungan
r > 0 artinya memiliki hubungan positif
r < 0 artinya memiliki hubungan negatif
Jika nilai r mendekati +1 atau -1, hubungan antara dua peubah kuat (korelasi
tinggi) dan jika nilai r mendekati nol, hubungan antara dua peubah tersebut
sangat lemah atau tidak ada. Untuk menyatakan proporsi keragaman total
nilai-nilai peubah Y yang dapat dijelaskan oleh nilai-nilai-nilai-nilai peubah X, digunakan
Koefisien determinasi (r
2).
Data penelitian yang diperoleh akan disusun seperti pada Tabel 2.
Tabel 2 Contoh struktur data penelitian.
No. Modul Karang rekrut di terumbu buatan Kelimpahan Ikan
Sta. I Jumlah koloni Persen tutupan Jumlah jenis Jumlah individu Jumlah jenis 1. 2. 3. 4. 5. Sta. II 1. 2. 3. 4. 5.
