2 TINJAUAN PUSTAKA. 2.1 Terumbu Karang

Transkripsi

1 6 2.1 Terumbu Karang 2 TINJAUAN PUSTAKA Terumbu karang merupakan kumpulan organisme karang yang hidup diperairan laut dangkal terutama di daerah tropis. Ekosistim terumbu karang komponen utamanya disusun oleh hewan hewan karang dari kelas Anthozoa, Ordo Scleractinia, yang mampu membuat rangka karang dari kalsium karbonat (Vaughan dan Well 1943, diacu dalam Supriharyono 2000). Hewan karang adalah hewan sessile renik, umumnya berada dalam ekosistim bersama hewan laut lain seperti soft coral, Hydra, anemone laut dan lain lain yang termasuk kedalam Phylum Cnidaria (Coelenterata) Veron (2000) dimana klasifikasi dari komunitas hewan hewan dalam ekosistim terumbu karang tersebut adalah (stony coral) yaitu hewan yang tergolong dalam Ordo Sclerectinia dimana kerangkanya terbangun dari rangka kapur (Nontji 2002). Tabel 1 Klasifikasi komunitas terumbu karang (Veron 2002) Klas Hydrozoa Ordo Hydroidea (Hydroids) Ordo Milleporina (meliputi Genus Millepora) Ordo Stylasterina (meliputi Genus Distichopora and Stylaster) Klas Cubozoa (Sea Wasps) Klas Anthozoa Sub Klas Octocorallia Ordo Helioporacea (Genus Heliopora) Ordo Alcyonacea (Soft corals, Tubipora, sea fans) Ordo Pennatulacea (sea pens) SubKlas Hexacorallia Ordo Actiniaria (sea Anemones) Ordo Zoanthidia (zoanthids) Ordo Corallimorpharia ( corallimorpharians) Ordo Scleractinia ( stony corals) SubKlas Ceriantipatharia Ordo Antipatharia (black corals)

2 7 Berkaitan dengan pembentukan terumbu karang, umumnya terbagi dua kelompok yaitu karang yang membentuk terumbu (hermatipik) dan karang yang tidak dapat membentuk terumbu (ahermatipik). Kelompok pertama dalam prosesnya bersimbiosis dengan zooxanthellae dan membutuhkan sinar matahari untuk membentuk bangunan dari kapur yang kemudian dikenal reef building corals, sedangkan kelompok kedua tidak dapat membentuk bangun kapur sehingga dikenal dengan non reef building corals yang secara normal hidupnya tidak bergantung pada sinar matahari (Veron 2002) 2.2 Bentuk Pertumbuhan Karang Jenis karang dari genus yang sama dapat mempunyai bentuk pertumbuhan (growth form) yang berbeda pada suatu lokasi pertumbuhan. Kondisi fisik yang sama dapat mempunyai bentuk pertumbuhan yang mirip walaupun secara taksonomi berbeda. Adanya perbedaan bentuk pertumbuhan disebabkan oleh beberapa faktor diantaranya adalah kedalaman, arus, dan topografi dasar perairan (English et al. 1997). Berdasarkan bentuk pertumbuhanya karang terbagi atas karang Acropora dan non-acropora (English et al. 1997). Karang jenis Acropora lebih mudah dibedakan dan memiliki jumlah jenis dan penyebaran sangat luas dibandingkan jenis lainnya. Perbedaan Acropora denga non-acropora terletak pada struktur skeletonnya, Acropora memiliki bagian yang disebut axial koralit dan radikal koralit, sedangkan non Acropora hanya memiliki radial koralit (English et al. 1994, diacu dalam Van Woesik 2002). Pertumbuhan dari struktur ini sangat bervariasi, tergantung pada jenis hewan karang dan kondisi lingkungannya, dengan kisaran pertumbuhan umumnya antara 0,3 sampai 10 cm per tahun (Vaughan dan Wells 1943, diacu dalam Van Woesik 2002). Beberapa tahun belakangan untuk mempermudah pencatatan, banyak peneliti tidak mencatat karang pada tingkat spesies, tetapi yang digunakan adalah mengidentifikasi dengan teknik pendekatan bentuk pertumbuhan (lifeform), yang dimulai di Australia Institut of Marine Science (AIMS) kemudian banyak diikuti secara luas di dunia ( De Vantier ). Bentuk bentuk lifeform terumbu karang disajikan pada Gambar 2.

3 8 Sumber: English SA, Wilkinson CR, Baker VJ (eds) (1997) Gambar 2 a Beberapa Tipe Pertumbuhan Karang Batu (Stony Coral).

4 9 Sumber: English SA, Wilkinson CR, Baker VJ (eds) (1997 Gambar 2b Beberapa Tipe Pertumbuhan Karang Batu (Stony Coral).

5 10 Sumber: English SA, Wilkinson CR, Baker VJ (eds) (1997) Gambar 2c Beberapa Tipe Pertumbuhan Karang Batu (Stony Coral)

6 11 Berdasarkan bentuk dari pertumbuhan (lifeform) (Wood 1977, diacu dalam English et al. 1997) mengelompokkan pertumbuhan karang (lifeform) atas bentuk/tipe : a) Tipe Padat (masive) yaitu bentuk atau tipe yang berbentuk seperti bola, ukurannya bervariasi mulai dari sebesar telur sampai sebesar ukuran rumah. Permukaannya halus dan padat. Jika beberapa bagian dari karang ini mati, maka akan berkembang menjadi tonjolan sedangkan bila berada di daerah dangkal maka bagian atasnya akan berbentuk seperti cincin. Karang ini biasanya ditemukan disepanjang tepi terumbu dan bagian atas lereng terumbu yang dewasa serta belum terganggu atau rusak, karang ini dapat berperan sebagai tempat perlindungan serta sebagai daerah pencarian makanan (feeding ground) bagi ikan ikan karang dan hewan lainnya. Contohnya: Patygyra Daedalea Sumber foto: English SA, Wilkinson CR, Baker VJ (eds) (1997) b) Tipe bercabang (Branching) yaitu bentuk atau tipe karang yang memiliki cabang dengan ukuran cabang lebih panjang dibandingkan dengan ketebalan atau diameter yang dimilikinya (English et al. 1997). Karang jenis ini banyak terdapat disepanjang tepi terumbu dan bagian atas lereng, terutama pada bagian yang terlindung atau setengah terbuka, bentuk karang yang demikian biasanya dijadikan tempat berlindung bagi ikan ikan karang. Contohnya : Seriatopora Hystryx

7 12 Sumber foto : English SA, Wilkinson.R, Baker VJ (eds) (1997) c) Tipe kerak (Encrusting) yaitu bentuk atau tipe karang yang menutupi permukaan dasar terumbu atau sering ditemukan merambat diatas permukaan biota karang masive ataupun karang yang sudah mati. Pertumbuhan karang ini menyerupai kerak dengan permukaannya yang kasar dan keras serta berlubang lubang kecil. Contohnya: Porites Vaughani,Montipora Undata Sumber foto : English SA, Wilkinson CR, Baker VJ (eds) (1997) d) Tipe meja (Tabulate) yaitu bentuk atau tipe karang yang menyerupai meja dengan permukaan yang lebar dan datar. Karang ini ditopang oleh sebuah batang yang terpusat dan tertumpu pada satu sisi membentuk sudut. Contohnya : A Hyacinthus

8 13 Sumber foto : English SA, Wilkinson CR, Baker VJ (eds) (1997) e) Tipe Daun (Foliose) yaitu bentuk atau tipe karang yang tumbuh dalam bentuk lembaran-lembaran yang menonjol pada dasar terumbu. Dapat berukuran besar dan kecil serta membentuk lipatan yang melingkar. Contohnya: Merulina ampliata, Montipora aequituberculata. Sumber foto :English SA, Wilkinson CR, Baker VJ (eds) (1997) f) Tipe Jamur (Mushroom) yaitu bentuk atau tipe karang yang berbentuk oval dan tampak seperti jamur dengan sekat sekat yang berjur serentak dari sisi sisinya hingga bertemu pada bagian tengahnya sehingga menyerupai jamur. Permukaannya agak cembung atau cekung dengan ukuran yang bervariasi. Contohnya : Fungia repanda

9 14 Sumber foto :English SA, Wilkinson CR, Baker VJ (eds) (1997) 2. 3 Karang Lunak (Soft coral ) Karang lunak lebih dikenal dengan Alcyonaria merupakan satu jenis Coelenterata yang mempunyai peranan penting dalam pembentukan fisik terumbu karang. Dengan tubuh yang lunak dan kokoh, tubuh Alcyonaria lentur dan tidak mudah putus. Tubuh Alcyonaria lembek tetapi disokong oleh sejumlah besar duri duri yang kokoh, berukuran kecil dan tersusun sedemikian rupa sehingga tubuh Alcyonaria lentur dan tidak mudah putus. Duri-duri mengandung kalsium karbonat yang disebut spikula (Manuputty 1986). Karang lunak ini dikenal dengan tekstur tubuhnya yang lunak dan tertanam dalam masa gelatin, biasanya hidup di daerah pasang surut terendah yang aman terhadap kekeringan dan selalu berada pada perairan yang jernih dan mengandung sedikit sekali endapan. Koloni yang bercabang biasanya melekat pada substrat yang keras. Secara fisiologis karang ini mempunyai persamaan dengan karang batu dalam proses respirasi, mekanisme pengaturan organ dalam untuk mengambil makanan dari luar, serta dalam pengeluaran zat-zat yang tidak dipakai dalam tubuh. 2.4 Faktor Pembatas Pertumbuhan Karang Umumnya karang tumbuh pada daerah terbuka yang menghadap ke laut. Keanekaragaman, penyebaran dan pertumbuhan karang hermatipik ini sangat tergantung pada kondisi lingkungan tempat tumbuhnya. Kondisi lingkungan ini pada kenyataannya tidak selalu tetap, akan tetapi seringkali berubah karena

10 15 adanya gangguan, baik yang berasal dari alam atau aktivitas manusia. Gangguan dapat berupa faktor fisik-kimia dan biologis. Faktor faktor fisik-kimia yang diketahui dapat mempengaruhi kehidupan atau laju pertumbuhan karang, antara lain adalah cahaya matahari, suhu, salinitas dan sedimen. Sedangkan faktor biologis, biasanya berupa predaktor (Supriharyono 2000). 2.5 Kondisi Terumbu Karang Kepulauan Seribu Kondisi terumbu karang Kepulauan Seribu banyak diteliti oleh berbagai lembaga penelitian seperti P3O, LIPI, UNESCO, LAPI-ITB, Balai Taman Nasional Kepulauan Seribu, dan lain lain. Secara umun kondisi terumbu karang di Kepulauan Seribu dikategorikan dalam kondisi buruk hingga sedang (LAPI-ITB 2001, diacu dalam Situmorang 2004). Persentase tutupan karang hidup hanya berkisar antara 0-24,9 % dan 25-49,9%. Kerusakan terumbu karang sebagian diakibatkan oleh penambangan karang batu untuk bahan bangunan serta penangkapan ikan dengan menggunakan bahan peledak dan bahan kimia ( LAPI - ITB 2001, diacu dalam Situmorang 2004). Dari berbagai pengamatan yang dilakukan tercatat terumbu karang yang terdapat di Kepulauan Seribu dan Teluk Jakarta mencakup 68 genera dan sub genera134 spesies (LAPI - ITB 2001, diacu dalam Situmorang 2004) 2.6 Metode Akustik Akustik merupakan ilmu yang mempelajari gelombang suara dan perambatannya dalam suatu medium, dalam hal ini mediumnya adalah air laut. Instrumen yang digunakan dalam metode akustik adalah sistem SONAR (Sound Navigation and Ranging) yakni suatu instrumen yang digunakan untuk memperoleh informasi tentang objek-objek bawah air dengan memancarkan gelombang suara dan mengamati/menganalisis echo yang diterima. Prinsip dari pengoperasian metode akustik adalah dimulai dari timer yang berfungsi sebagai penanda pulsa listrik untuk mengaktifkan pemancaran pulsa yang akan dipancarkan oleh transmitter melalui transducer. Selanjutnya, transducer mengubah energi listrik menjadi energi suara ketika suara akan dipancarkan ke medium. Gelombang akustik yang merambat di kolom perairan akan mengenai

11 16 target seperti ikan atau dasar perairan dimana gelombang akustik ini akan dipantulkan kembali dalam bentuk echo dan akan diterima oleh transducer dan mengubahnya menjadi energi listrik dan diteruskan ke receiver amplifier. Dalam receiver amplifier ini, sinyal listrik lemah yang dihasilkan oleh transducer setelah echo diterima harus diperkuat beberapa ribu kali sebelum diteruskan ke unit peraga untuk ditampilkan dalam bentuk echogram (Simmonds dan MacLennan 2005). Prinsip dari pengoperasian alat hidroakustik seperti ditunjukkan pada Gambar 3 Sumber: MacLennan dan Simmonds 2005 Gambar 3 Prinsip pengoperasian alat akustik Transmisi gelombang akustik Kecepatan suara dalam air laut adalah satu variabel oseanografi yang mempengaruhi proses transmisi suara pada medium tersebut. Hal tersebut dipengaruhi oleh kedalaman, musim, lokasi geografis dan waktu pada suatu tempat. Perhitungan kecepatan suara di air laut dapat disederhanakan dengan menggunakan tiga parameter yaitu suhu, salinitas dan tekanan atau kedalaman. Persamaan (1) menjabarkan proses perhitungan kecepatan suara (c) pada medium air laut (Waite 2002): C = (t-10) 6 x 10-3 (t -10) 2-4x10-2 (t-18) (s-35) (t-18) 2 (s- 35) +h/61...(1)

12 17 dimana : C = kecepatan suara, dalam (m/sec),1490 T = Temperatur, dalam derjat celcius ( o C),10 0 C S = Salinitas, dalam part per thousand (ppt), 35 ppt h = kadalaman, dalam meter Dalam perambatannya, terjadi transmission loss akibat adanya absorpsi dari medium dan adanya kehilangan akibat penyebaran (spreading) didalam medium air serta banyak hal lainnya. 2.8 Time Varied Gain Salah satu hal yang membedakan scientific echosounder dan echosounder biasa terdapatnya fungsi Time Varied Game (TVG) pada scientific echosounder. TVG berfungsi untuk menghilangkan efek kehilangan energi suara saat merambat pada medium air baik saat dipancarkan dan juga saat suara atau echo yang dipantulkan target menuju receiver. Koreksi yang dilakukan oleh TVG akan memberikan nilai pantulan dari target yang lebih akurat (MacLennan dan Simmonds 2005). Koreksi TVG memiliki dua modus, yaitu modus linier (20 log r) dan modus eksponensial (40 log r). Modus linier memberikan keakuratan yang lebih baik pada pengukuran target kelompok, termasuk dasar perairan. Sedangkan modus eksponensial digunakan untuk mendeteksi target tunggal di kolom perairan (Biosonics 2004). 2.9 Hambur Balik Akustik pada dasar perairan. Algoritma yang dikembangkan untuk klasifikasi habitat terumbu karang merupakan pengamatan dari perbedaan aras gema (echo level) dari vegetasi dan dasar perairan (Tegowski et al. 2003). Bagaimanapun, bentuk dan durasi dari gema akan berbeda dari pulsa suara aslinya dan distorsi tersebut mengandung informasi mengenai proses backscattering dari akustik dasar perairan seperti relief dan sifat sifat geoakustik dasar perairan (Strenlicht & Mountier 2003). Besarnya tingkat penetrasi dan pantulan (refleksi) sedimen juga ditentukan oleh dua jenis sedimen itu sendiri (Krastel et al. 2006) dimana dasar laut atau sedimen dengan sifat yang lebih keras akan memberikan pantulan dengan nilai amplitudo yang lebih besar (Hamilton 2001). Nilai backscatering strength dipengaruhi oleh impedansi akustik sebagai faktor utama, selain itu juga

13 18 dipengaruhi oleh kekasaran permukaan sedimen dan heterogenitas volume sedimen (Fonsesca & Mayer 2007). Gambar 5 memperlihatkan echo yang dihasilkan oleh dua karakteristik dasar laut yang berbeda. Sumber: Burczynski 2004 Gambar 4 Bentuk echo yang berbeda dari dasar yang keras dan lunak (a) amplitudo sinyal echo dan (b) kurva akumulasi energi. Daerah yang memiliki dasar perairan yang keras seperti dasar berbatu akan menghasilkan sudut pada dasar perairan tersebut yang dapat menghamburkan (scattering) energi suara ketika pulsa suara yang diberikan sampai pada dasar perairan (Urick 1983). Sejumlah kasus menyebutkan bahwa terkadang nilai second echo tidak didapatkan pada daerah dasar berbatu yang umumnya cenderung memiliki struktur yang lebih kasar (roughess). Kasus yang sama juga terjadi pada dasar pasir yang bergelombang, karena adanya energi yang hilang dari hamburan yang disebabkan oleh bentuk dari dasar perairan tersebut (Hamilton 2001) seperti yang diperlihatkan pada gambar 5

14 19 Sumber: Urick 1983 Gambar 5 Bentuk suara saat ditransmisikan pada dua medium yang berbeda impedansi dan kekasarannya Bottom Backscattering pada dasar perairan Dasar perairan laut memiliki karakteristik memantulkan dan menghamburkan kembali gelombang suara seperti halnya permukaan perairan laut. Namun efek yang dihasilkan lebih kompleks karena sifat dasar laut yang tersusun atas beragam unsur mulai dari berbatuan yang keras hingga lempung yang halus dan tersusun atas lapisan lapisan yang memiliki komposisi yang berbeda beda (Urick 1983). Lebih lanjut Urick (1983) menjelaskan bahwa pada dasarnya tidak terdapat hubungan yang kuat antara frekuensi yang digunakan dengan nilai bottom backscattering yang dihasilkan dari dasar laut dengan tipe batu dan pasir berbatu serta pasir yang mengandung cangkang kerang. Hal ini diakibatkan oleh tekstrur permukaan dasar tersebut yang cenderung lebih kasar sehingga energi suara yang mengenai dasar tersebut akan terhamburkan. Sedangkan untuk jenis dasar atau sediment yang lebih halus, penggunaan frekuensi diatas 10 khz akan memperlihatkan kecenderungan adanya hubungan antara frekuensi dan jenis dasar perairan (Gambar 6).

15 20 Sumber :Urick 1983 Gambar 6 Variasi nilai backscattering yang dihasilkan dari berbagai frekuensi. Nilai backscattering yang diberikan oleh dasar perairan biasanya memiliki intensitas [db] yang besar, namun diperlukan juga pembatasan agar hanya nilai pemantulan dari dasar laut yang ingin diamati dapat terekam dengan baik. (Orlowski. 2007) menyebutkan bahwa batas minimum deteksi (threshold) echo yang kembali dari dasar perairan adalah -60 db ( mengacu pada standar EY 500). Batas ini memberikan gambaran yang stabil terhadap seluruh area penelitian, dimana dasar perairan yang memiliki karakteristik nilai pantulan yang lemah juga dapat terdeteksi. Karena nilai reverberation pada dasar berbatu memberikan nilai yang lebih besar dibandingkan dengan dasar berlumpur. Kemudian hal ini dijadikan sebagai suatu landasan untuk mengaitkan backscattering dari dasar laut terhadap tipe dasar tersebut, seperti lumpur, lempung, pasir dan batu. Walaupun disadari bahwa ukuran dari partikel yang dikaitkan tersebut hanyalah indikator tidak langsung terkait dengan backscattering yang dihasilkan (Urick 1983; Richardson dan Briggs. 1993).

16 Echosounder Split Beam. SIMRAD EY 60 scientific echosounder system merupakan sistim akustik bim terbagi (split beam) yang merupakan metode baru yang dikembangkan untuk memperbaiki kelemahan kelemahan dari metode hidroakustik sebelumnya seperti sistem akustik tunggal (single beam) dan sistem akustik ganda (dual beam). Ide pembuatan split beam pertama kali ditemukan di Amerika, tetapi penerapan teknologinya di kembangkan oleh Norwegia dengan memproduksi Simrad split beam acoustic system pada dekade Perbedaan split beam dengan metode sebelumnya terdapat pada kontruksi tranduser yang memiliki empat kuadran yaitu Fore (bagian depan), Alf (buritan kapal), Port ( sisi kiri kapal ) dan Starboard (sisi kanan Kapal). Selama transmisi, transmitter mengirimkan daya akustik ke semua bagian tranduser pada waktu yang bersamaan. Sinyal yang terpantul dari target diterima secara terpisah oleh masing masing kuadran. Selama penerimaan berlangsung keempat bagian tranduser menerima gema dari target, dimana target yang terdeteksi oleh tranduser terletak pada pusat dari split beam dan gema dari target dikembalikan dan diterima oleh keempat bagian pada waktu yang bersamaan. Tetapi jika target yang terdeteksi tidak terletak pada sumbu pusat split beam, maka gema yang kembali akan diterima lebih dulu oleh bagian tranduser yang paling dekat dari target atau dengan mengisolasi target dengan menggunakan output dari split beam penuh (full beam) ( SIMRAD 1993). Echosounder split beam modern memiliki fungsi Time Varied Gain (TVG) didalam sistim perolehan data akustik. TVG ini berfungsi secara otomatis untuk mengeliminir pengaruh attenuattion yang disebabkan baik oleh geometrical spreading dan absorbsi suara ketika merambat dalam air.