Pemodelan Komposisi Fitoplankton Dengan Software Canoco

Transkripsi

1 1 Pemodelan Komposisi Fitoplankton Dengan Software Canoco Limpat Panggraito 1, Mukhammad Muryono 2, dan Anna Fauziah 3 1 Mahasiswa Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) 2 Dosen Jurusan Biologi, Fakultas matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) 3 Dosen Akademi Perikanan Sidoarjo (APS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya muryono@bio.its.ac.id anna_afi@yahoo.com Abstrak Tujuan dari penelitian ini yaitu mengetahui pemodelan fitoplankton dengan software Canoco yang digunakan sebagai salah satu software analisa data ekologi secara kualitatif. Metode yang digunakan ialah dengan mengambil data difitoplankton di Teluk Jakarta dan melakukan olah data dengan Canoco, sehingga didapatkan hasil komposisi fitoplankton yang menjadi obyek penelitian. Pengolahan data fitoplankton menggunakan software Canoco. Hasil menunjukkan komposisi masing-masing genus fitoplankton dan kelimpahannya dengan melihat panjang pendeknya anak panah serta derajat jarak masing-masing genus dengan waktu pengambilan pada gambar hasil Canodraw pada software Canoco. Penggambaran tersebut juga memberikan hasil Nitzschia sangat dipengaruhi oleh salinitas daripada suhu. Kata Kunci fitoplankton, Canoco, pemodelan, komposisi. I. PENDAHULUAN erubahan kualitas perairan erat kaitannya dengan potensi perairan ditinjau dari komposisi fitoplankton. P Keberadaan fitoplankton di suatu perairan dapat memberikan informasi mengenai kondisi perairan. Fitoplankton merupakan parameter biologi yang dapat dijadikan indikator untuk mengevaluasi kualitas dan tingkat kesuburan suatu perairan (Ferianita-Fachrul dkk, 2005). Penentuan kualitas perairan secara biologi dapat dianalisa secara kuantitatif dan secara kualitatif. Analisa kuantitatif dilakukan dengan melihat jumlah kelimpahan jenis organisme yang hidup di lingkungan perairan tersebut dan dihubungkan dengan keanekaragaman tiap jenisnya. Analisa secara kualitatif adalah dengan melihat jenis-jenis organisme yang mampu beradaptasi pada kondisi lingkungan tertentu (Soewignyo, 1986). Salah satu kasus yang dapat dicuplik adalah kasus yang berada di Teluk Jakarta pada tahun Menurut Ferianita-Fachrul dkk. (2005), bahwa hasil analisis indeks keanekaragaman (H ) di perairan Teluk Jakarta sekitar tahun rata-rata berkisar antara 0,699 1,786 pada 2 kali pengamatan yaitu bulan Oktober dan Desember Berdasarkan data tersebut terlihat bahwa komunitas fitoplankton berada dalam kondisi tidak stabil atau kualitas air sudah mengalami pencemaran dengan kategori sedang sampai berat. Pemodelan dengan menggunakan software menjadi salah satu alternatif bagi para peneliti untuk membuat suatu rancangan data awal prakiraan mengenai suatu keadaan lingkungan. Salah satu software yang dapat digunakan adalah Canoco. Canoco merupakan software analisa ekologi yang menggunakan banyak variabel data dan menggabungkan perhitungan statistika dengan komposisi spesies, atau komunitas, atau populasi, dan kondisi lingkungan yang disebut sebagai metode ordinasi (Leps and Smilauer, 2003). Keadaan lingkungan di Teluk Jakarta berdasarkan hasil penelitian tersebut di atas menunjukkan perlu adanya monitoring untuk mencegah menurunnya kualitas lingkungan akibat pencemaran lebih lanjut. Kegiatan monitoring tersebut dapat dipermudah dengan analisa pemodelan menggunakan software Canoco. II. METODOLOGI A. Waktu dan Deskripsi Tempat Penelitian Penelitian dilakukan pada bulan 20 hingga April Lokasi Penelitian adalah di Laboratorium Ekologi Jurusan Biologi Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya dan Teluk Jakarta B. Alat dan Bahan Peralatan yang digunakan dalam studi ini, yaitu jaring plankton ukuran mesh 20 μm, ember, botol film, lembar kerja, pipet tetes, termometer, refraktometer, mikroskop cahaya merk Olympus, data monitoring plankton mulai hingga Nopember tahun 20 dari LIPI Oseanografi, Jakarta dan data identifikasi fitoplankton pada pengambilan bulan dan 20. Bahan yang digunakan adalah formalin 4 %, air laut dan air kran. C. Prosedur Penelitian Data yang digunakan sebagai bahan penelitian adalah data fitoplankton Teluk Jakarta berseri tahun 20 ( 20 Nopember 20) yang berasal dari LIPI Oseanografi Ancol, Jakarta. primer bulan dan tahun 20. Pengambilan sampel fitoplankton dengan menggunakan jaring plankton ukuran mesh 20 μm.

2 2 Mula-mula data fitoplankton yang berupa data sampelspesies dan data lingkungan diolah dengan menggunakan excel untuk dibuat database program Canoco dengan menggunakan data Wcanoimp. Kemudian setelah database telah terbentuk, maka pengolahan data dengan menggunakan program Canoco for windows, dapat dilakukan. Hasil yang didapatkan dari nilai length of gradient bila kurang dari 3.0 maka cara yang digunakan adalah metode linier (PCA, RDA), bila nilainya lebih dari 4.0 maka cara yang digunakan adalah metode unimodal (DCA, CA, CCA). Namun, bila nilainya antara 3.0 hingga 4.0 maka kedua metode tersebut dapat dipergunakan (Leps and Smilauer, 2003). Data lingkungan yang berupa suhu dan salinitas diubah menjadi data dasar yang memenuhi syarat untuk diolah dengan Canoco for windows. Persyaratan data lingkungan untuk diolah adalah berdasarkan jumlah variable lingkungan dan jumlah sampel. Bila jumlah variabel lingkungan lebih besar dari jumlah sampel dikurangi 2 maka pengolahannya menggunakan analisa gradien tidak langsung atau unconstrained yaitu PCA atau CA. Tetapi, jika jumlah variabel lingkungan lebih kecil dari jumlah sampel dikurangi 2 maka menggunakan analisa gradien langsung atau constrained yaitu RDA atau CCA (Leps and Smilauer, 2003). Tujuan penggunaan CanoDraw for windows adalah dengan memvisualkan data lanjutan yang berisi olahan data Canoco for windows. Penggambaran hubungan sebab akibat yang akan ditunjukkan oleh CanoDraw, akan lebih baik dengan menggunakan triplot. Sehingga diketahui hubungan sebab akibat pada spesies-sampel-lingkungan. III. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Kondisi Perairan Teluk Jakarta Saat Pengambilan Sampel(- 2012) Teluk Jakarta terletak pada 5 o o Lintang Selatan (LS) serta 106 o o Bujur Timur (BT). Teluk ini dibatasi oleh Tanjung Pasir di sebelah barat dan Tanjung Karawang di sebelah timur, serta mempunyai rentang pantai sepanjang kurang lebih 40 km dan luas kirakira 490 km2. Teluk Jakarta merupakan muara 13 sungai, beberapa diantaranya adalah sungai besar, seperti Sungai Cisadane, Sungai Ciliwung, Sungai Citarum dan Sungai Bekasi. Pada Perairan Teluk Jakarta terdapat pulau-pulau kecil antara lain Pulau Bidadari, Pulau Damar, Pulau Anyer, Pulau Lancang dan lain-lain (Agnitasari, 2006). Kondisi perairan saat dilakukan sampling banyak terdapat limbah dan berbau amis. Perairan Teluk Jakarta didominasi oleh limbah pabrik dan pembuangan sampah di Jakarta dan sekitarnya yang membuang limbahnya secara langsung maupun tidak langsung yaitu melalui 13 sungai yang bermuara ke Teluk Jakarta. B. Grafik Perubahan Suhu dan Salinitas Teluk Jakarta Agst Gr af i k Per ubahan Suhu Sep Okt Waktu Nop Titik 8 Titik 9 Titik 10 Grafik 1. Grafik perubahan Salinitas -Nopember 20 dan Gr af i k Per ubahan Sal i ni tas Agst Sep Okt Waktu Nop Titik 8 Titik 9 Titik 10 Grafik 2. Grafik perubahan Suhu -Nopember 20 dan - 20 Perbedaan suhu dan salinitas sering terjadi, namun yang paling tinggi adalah pada titik 8 tahun 20 terutama pada nilai salinitas. Keadaan salinitas yang memiliki fluktuasi tinggi dapat menyebabkan terjadinya fluktuasi makhluk hidup terutama fitoplankton (Chakraborty, 20). Perubahan salinitas ini dapat menjadi salah satu faktor penyebab perbedaan komposisi dan distribusi fitoplankton di Teluk Jakarta. C. Hasil Pengamatan dan Identifikasi Hasil pengamatan yang dilakukan pada bulan - Oktober 20, terdapat 15 spesies yang berhasil di identifikasi. Spesies-spesies tersebut dapat dilihat pada Grafik 3 dibawah ini : 12% 5% 4% 6% 6% Data 20 18% 4% Amphora Bacteriastrum Ceratium Chaetoceros Chloromonas Chroococcus Coscinodiscus Guinardia La uderia Nitzschia Odontella P rotoperidinium 3 Skeletonema Streptotheca Thalassiothrix Grafik 3. Grafik jumlah spesies data tahun 20

3 3 Sementara dari hasil data tahun 20 yang didapatkan dari Oseonegrafi-LIPI Ancol didapatkan data fitoplankton mulai hingga Nopember 20, dengan hasil pada Grafik 4. dibawah ini : Prorocentrum 383, Protoperidinium 867, Pyrodinium 24, Pyrophacus 2, Data 20 Amphora Alexandrium Rhizosolenia 8,169, Screriepsiella 332, % 25% Asterionella Bacteriastrum Ceratium Chaetoceros Coscinodiscus Dinophysis Dytilum Eucampia Gonyaulax Guinardia Gymnodinium Hemiaulus Lauderia Skeletonema 254,715, Streptotheca 81, Thalassiosira 68,341, Thalassiothrix 6,371, Tabel 2. Indeks Keanekaragaman dan Indeks Keseragaman Data 20 Leptocylindrus Nitzschia Noctiluca Odontela Pleurosigma Spesies Jumlah Total Hitung Pi Pi ln Pi H' E Amphora 92,449, Prorocentrum Bacteriastrum 554,694, Protoperidinium Pyrodinium Ceratium 54,194, % Pyrophacus Rhizosolenia Screriepsiella Chaetoceros 6,735,8, Chloromonas 1,176,335, Skeletonema Streptotheca Chroococcus 2,497,481, Thalassiosira Thalassiothrix Coscinodiscus 742,780, Grafik 4. Grafik jumlah spesies data tahun 20 Sementara bila diperhatikan Indeks Shanon/Wiener untuk mengetahui Indeks Keanekaragaman maka Tabel 1 dan Tabel 2 menyajikan informasi mengenai hal tersebut, selain itu juga disertakan Indeks Keseragaman seperti di bawah ini. Tabel 1. Indeks Keanekaragaman dan Indeks Keseragaman data 20 Jenis Jumlah total hitung Pi Pi ln Pi H" E Amphora 2,027, Alexandrium 2,787, Asterionella 101, Bacteriastrum 3,936, Ceratium 465, Chaetoceros 552,442, Coscinodiscus 155, Dinophysis 78, Dytilum 3, Eucampia 1,398, Gonyaulax 75, Guinardia 516, Gymnodinium 48, Hemiaulus 5,773, Lauderia 2,847, Leptocylindrus 2,776, Nitzschia 1,2,774, Noctiluca 420, Odontela 34, Pleurosigma 123, Guinardia 934,055, Lauderia 687,072, Nitzschia 1,147,086, Odontella 545,1, Protoperidiniu m 9,563, Skeletonema 3,664,253, Streptotheca 790,0, Thalassiothrix 589,761, Pada data tahun 20 dengan acuan tabel 1 didapatkan gambaran nilai indeks keanekaragaman mencapai nilai 1,13. Nilai ini menandakan adanya keanekaragaman yang rendah pada data tahun 20 di Teluk Jakarta. Nilai 0,33 pada indeks keseragaman dari data tahun 20 mengindikasikan adanya spesies yang mendominasi titik-titik pengambilan sampel Teluk Jakarta, yaitu Nitzchia. Hal yang berbeda kita dapatkan pada data tahun 20. Berdasarkan data hitung pada tabel 2, Indeks keanekaragaman (H ) mendapatkan hasil 2,. Sementara berdasarkan nilai Keseragaman (E), sebesar 0,78 yang berarti mendekati 1. Nilai Indeks Keanekaragaman, nilai H < 1,5 menandakan tingkat keanekaragaman rendah, nilai 1,5 H 3,5 menandakan tingkat keanekaragaman sedang, H > 3,5 menandakan tingkat keanekaragaman tinggi (Santosa dkk, 2008). Kemudian untuk nilai Indeks Keseragaman Jika nilai diatas 0,5-1 maka tidak ada genus yang mendominasi pada wilayah tersebut, jika sebaliknya maka terdapat genus yang mendominasi wilayah tersebut (Ferianita-Fachrul dkk, 2005). Fungsi Indeks Keanekaragaman adalah untuk mengetahui keanekaragaman biota, sehingga bisa mengukur kestabilan komunitas biota. Dengan adanya nilai indeks tersebut dapat diketahui adanya spesies dominan dalam suatu perairan yang mempengaruhi kestabilan komunitas. Indeks Keseragaman digunakan untuk digunakan Indeks ini

4 4 menunjukkan pola sebaran biota yaitu merata atau tidak. Jika nilai indeks kemerataan relative tinggi maka keberadaan setiap jenis biota di perairan dalam kondisi merata (Ferianita-Fachrul dkk, 2005). D. Pengolahan Data Canoco Hasil yang didapatkan dari pengolahan data DCA pada Canoco, length of gradient terbesar adalah 3.1. Penilaian ini digunakan sebagai bahan acuan dalam pengolahan data selanjutnya. Berdasarkan nilai length of gradient yang didapat, maka pengolahan data dilanjutkan dengan metode RDA. Hal ini disebabkan karena nilai length of gradient cenderung mendekati 3.0. Penggunaan RDA membutuhkan data tambahan yaitu data faktor lingkungan yang berupa suhu dan salinitas. Suhu dan salinitas ini diubah menjadi data dasar Canoco dengan Wcanoimp. Untuk itu perlu diperhatikan persyaratan data lingkungannya sesuai dengan metodologi yang telah disebutkan sebelumnya agar pengolahannya dapat dilakukan. Pada penelitian ini, jumlah sampel dikurangi 2 mendapatkan hasil yang lebih besar dari pada jumlah variabel lingkungan. Oleh sebab itu, cara yang akan digunakan adalah analisa gradien langsung. Kemudian, hasil length of gradient digabungkan dengan hasil pemenuhan syarat variabel lingkungan di atas, sehingga langkah pengolahan data selanjutnya adalah RDA. Berdasarkan hasil analisa data RDA tersebut, kemudian digunakan CanoDraw untuk membuat visual dari hasil Canoco tersebut. Visual yang diinginkan dapat dipilih sesuai dengan kebutuhan, misalnya sampel, spesies, faktor lingkungan, sampel dan spesies, spesies dan lingkungan, lingkungan dan sampel, ataupun ketiganya sekaligus. Hasil yang baik untuk bisa melihat pengaruh faktor lingkungan terhadap spesies-sampel adalah dengan menggunakan triplot (penggabungan antara faktor lingkungan, sampel dan spesies). Hasil gambar triplot dengan menggunakan CanoDraw adalah sebagai berikut : Gambar 2. Pola Distribusi Spesies, Faktor Lingkungan dan Waktu Pengambilan Tahun dengan CanoDraw Keterangan Spesies : Al Alexandrium Dy Dytilum Pl Pleurosigma Am Amphora Eu Eucampia Pr Prorocentrum As Asterionella Go Gonyaulax Pro Protoperidinium Ba Bacteriastrum Gu Guinardia Py Pyrodinium Ce Ceratium Gy Gymnodinium Str Streptotheca Cha Chaetoceros He Hemiaulus Sk Skeletonema Chl Chloromonas La Lauderia Th Thalassiosira Chr Chroococcus Le Leptocylindrus Tha Thalassiothrix Co Coscinodiscus Ni Nitzschia Un1 Unknown 1 Cy Cyst No Noctiluca Un2 Unknown2 Di Dinophysis Od Odontela Keterangan titik : 1 : Bulan 20 5 : Bulan Oktober 20 2 : Bulan 20 6 : Bulan Nopember 20 3 : Bulan Agustus 20 7 : Bulan 20 4 : Bulan September 20 8 : Bulan 20 Gambar 1. Pola Distribusi Spesies, Faktor Lingkungan Waktu Pengambilan Tahun 20 dengan CanoDraw dan Dari hasil gambar diatas dapat dilihat bahwa Nitzchia berada dekat dengan salinitas, sehingga disimpulkan bahwa Nitzschia sangat berkaitan erat dengan faktor salinitas. Sebagaimana telah dibahas sebelumnya, bahwa perubahan salinitas di Teluk Jakarta dapat menimbulkan perbedaan variasi makhluk hidup terutama fitoplankton. Kemungkinan yang dapat dilihat bahwa adanya perubahan gradien salinitas pada Teluk Jakarta dapat menyebabkan penurunan jumlah populasi Nitzschia. Pada gambar 1 dan 2 dengan lingkaran bulat menggambarkan sampel dalam hal ini adalah bulan pengambilan sampel. Berurutan dari pertama adalah bulan 20, 20, Agustus 20, September 20, Oktober 20, Nopember 20, dan untuk sampel 7 dan 8 adalah 20 dan 20. Dari hasil total didapatkan bahwa bulan dan Nopember 20 memiliki kedekatan letak pada hasil analisa Canoco, artinya dapat dikatakan, berdasarkan analisa data canoco, pada bulan dan Nopember 20 memiliki sifat lingkungan yang relatif sama. Pada sampel 4, Alexandrium memiliki kedekatan dengan sampel tersebut. Sama halnya dengan Chaetoceros dan Ceratium yang memiliki kecenerungan kedekatan

5 5 dengan titik 1 dan 6. Nitschia dapat dijadikan sebagai indikator kualitas pencemaran lingkungan (Leelahakriengkrai et al, 20). Kehidupan Nitzschia sangat dipengaruhi oleh suhu dan salinitas terutama adalah salinitas. Dalam gambar 2 diperlihatkan bahwa Nitzschia dipengaruhi oleh salinitas dan sebarannya sedikit lebih dominan di waktu pengambilan bulan 20. Sementara bila dibandingkan hasil tabel 1 dan 2, dominasi Nitzschia terletak pada tahun 20. Hal ini dapat terjadi karena adanya pengaruh dari perubahan suhu dan salinitas yang cukup meberikan efek signifikan terhadap Nitschia. IV. KESIMPULAN Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan bahwa Canoco dapat dijadikan sebagai software analisa data ekologi secara kualitatif dan kuantitatif untuk pemodelan komposisi fitoplankton. Berdasarkan parameter suhu dan salinitas di Teluk Jakarta, Nitzschia lebih dipengaruhi oleh salinitas daripada suhu. UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terima kasih kami sampaikan kepada Oseanografi-LIPI, Ibu Hikmah Thoha dan Ibu Anna Fauziah atas data dan bimbingan yang diberikan serta kesempatan untuk berdiskusi secara langsung. DAFTAR PUSTAKA Agnitasari, S. N Karakteristik Komunitas Makrozoobenthos dan Kaitannya dengan Lingkungan Perairan Di Teluk Jakarta. IPB; Bogor. Chakraborty, P., T. Acharyya, P. V. R. Babu, D. Bandhyopadhyay. 20. Impact of salinity and ph on phytoplankton community in a tropical freshwater system: An investigation with pigment analysis by HPLC. J. Environ. Monit., vol.13(3); 20; Ferianita-Fachrul, M., H. Haeruman, L. C. Sitepu Komunitas Fitoplankton Sebagai Bio-Indikator Kualitas Perairan Teluk Jakarta. Seminar Nasional MIPA UI Press; Jakarta Leelahakriengkrai, P., S. Pruetiworanan, Y. Peerapornpisal. 20. Diversity of Benthic Diatoms and Macroalgae and Water Quality in the Mekong River Passing Chiang Rai Province, Thailand. KKU Sci. J.37 (Supplement) (20). Leps, J. and P. Smilauer Multivariate Analysis Ecological Data using Canoco. Cambridge University Press; UK Santosa, Y., E. P. Ramadhan, D. A. Rahman, Studi Keanekaragaman Mamalia Pada Beberapa Tipe Habitat Di Stasiun Penelitian Pondok Ambung Taman Nasional Tanjung Puting Kalimantan Tengah. Media Konservasi Vol. 13, No. 3 Desember 2008 : 1 7 Soewignyo, P., H. Siregar, E. Suwandi dan W. Sumarsini Indeks Mutu Lingkungan Perairan Ditinjau dari segi Biologis. Asisten I Menteri Negara Kependudukan dan Lingkungan Hidup. Jakarta.