STUDI DAMPAK KENAIKAN SUHU DAN MUKA LAUT TERHADAP PERTUMBUHAN TERUMBU KARANG DI BALI BARAT TESIS

Transkripsi

1 STUDI DAMPAK KENAIKAN SUHU DAN MUKA LAUT TERHADAP PERTUMBUHAN TERUMBU KARANG DI BALI BARAT TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh NOIR PRIMADONA PURBA NIM : Program Studi Sains Kebumian MAGISTER SAINS KEBUMIAN FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008

2 STUDI DAMPAK KENAIKAN SUHU DAN MUKA LAUT TERHADAP PERTUMBUHAN TERUMBU KARANG DI BALI BARAT Oleh NOIR PRIMADONA PURBA NIM : Program Studi Sains Kebumian Institut Teknologi Bandung Menyetujui Tim Pembimbing Bandung, Juni 2008 Pembimbing Pertama, Pembimbing Kedua, Prof. Safwan Hadi, P.hD Dr. rer.nat. Armi Susandi, MT. NIP NIP i

3 STUDI DAMPAK KENAIKAN SUHU DAN MUKA LAUT TERHADAP PERTUMBUHAN KARANG DI BALI BARAT ABSTRAK Terumbu karang adalah salah satu ekosistem yang unik dan kompleks. Tetapi pada saat ini terumbu karang mengalami stress akibat dampak dari perubahan iklim. Parameter perubahan iklim seperti peningkatan suhu perairan yang mengakibatkan lepasnya zooxanthellae dan kenaikan muka laut yang mengakibatkan terganggunya photosintesis menyebabkan terganggunya sistem metabolisme terumbu karang yang akhirnya berakibat pada kematian karang. Data terumbu karang didapat dari WWF-Indonesia dalam bentuk raw data. Wilayah yang dikaji merupakan bagian dari coral triangle yang berada di Taman Nasional Bali Barat(BBNP) dan sekitarnya. Data terumbu karang meliputi tutupan karang, high dan low susceptibility, dan pada kedalaman 3 dan 10 meter. Data terumbu karang meliputi tahun 97/98 dan 2003 hingga 2006 (6 kali pengambilan data). Data temperatur dan muka laut merupakan hasil mooring dan satelit NOAA. Data suhu dan Anomali yang dikumpulkan disesuaikan dengan pengambilan data terumbu karang. Untuk kenaikan muka laut sendiri dikumpulkan data dari 1992 hingga 2007 dan lokasi pengambilan berada disekitar wilayah kajian. Dari hasil penelitian didapat anomali tertinggi adalah C selama 41 minggu pada tahun 97-98, tahun 2003 adalah C selama 4 minggu, tahun 2004 adalah selama 2 minggu. Untuk kerusakan karang sendiri kerusakan yang terparah adalah tahun 1997/1998 mencapai tingkat %, sedangkan tahun 2003 berkisar 45.15% pada 3 lokasi dan tahun 2004 hanya 27.7% pada dua lokasi. Berkurangnya kerusakan ini disebabkan oleh terjadinya adaptasi berupa aklimatisasi oleh terumbu karangi. Dalam kajian terhadap kenaikan muka laut, kenaikan per tahun untuk wilayah Bali adalah 3 mm sehingga kenaikan ini belum menjadi penyebab pemutihan pada karang, sedangkan dalam waktu 50 tahun kedepan kenaikan muka laut hanya berkisar 0,15 m sehingga dalam waktu 50 tahun kedepan kenaikan ini belum menjadi stress bagi karang dimana kedalaman maksimum terumbu karang untuk melakukan photosintesis adalah 50 m. Kata kunci : Kenaikan suhu dan muka laut, coral bleaching, dan aklimatisasi. ii

4 STUDY IMPACTS OF ELEVATED TEMPERATURE AND SEA LEVEL RISE TO PRODUCTIVITY OF CORAL REEF IN BALI BARAT ABSTRACT Coral reef is a kind of unique and complex ecosystem. But nowadays, coral reef s life is getting stress from the impacts of climate change. Climate change indicators(parameters) such as rising sea temperature where zooxanthelle is not on coral anymore and rising sea level which its effect of disturbing photosynthetic process influence coral s metabolic system and at the end it gets mortality. Coral reef data collected from WWF-Indonesia in raw data. The main region located in coral triangle called Bali Barat National Park. The data of coral reef consist of cover area, high and low susceptibility, and in two depths (3 and 10 meter). The year data in 97/98 and ( six times collecting data). Temperature and sea level data come from mooring and satellite from NOAA. The data is same to year of coral reef data. For sea level data itself have got during and collected in any locations in observation area. From its data, the highest anomaly is 2,9 0 C in 41 weeks on , anomaly on 2003 is 1,1 0 C for 4 weeks, and 1,5 0 C for 2 weeks on The coral reef destruction is increased % during 1997/98 however there are three locations at least 45,15% in 2003 and decreased to be 27,7% on two locations. The destructions are caused by acclimation of coral reef itself. The cover area after the last observation on February 2004 is increased since On analyzing rising sea level, the rising a year in Bali is 0.3 mm and then it become main indicator of bleaching on coral reef. During 50 years to go, sea level rise will be predicted only 0.15 meters and on that time the stress for coral reef will be avoided where the maximum depth to make photosintesis is 50 meters. Keywords : elevated temperature and sea level rise, coral bleaching, and acclimatisation iii

5 KATA PENGANTAR Puji syukur Penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang hanya dengan rahmat dan bimbingannya, Tesis ini dapat terselesaikan sesuai dengan yang diharapkan. Meskipun cukup singkat, Tesis ini telah memberi Penulis pengalaman yang sangat berarti. Tidak ada gading yang tak retak, Penulis memahami segala keterbatasan, sehingga dalam melakukan analisis dan pengambilan keputusan sangat dipengaruhi kemampuan yang dimiliki. Tesis ini mengkaji hubungan parameter perubahan iklim dan bleaching yang dirangkum dengan topik Studi Dampak Kenaikan Suhu dan Muka laut terhadap Pertumbuhan Terumbu Karang di Bali Barat dan merupakan syarat wajib untuk menyelesaikan studi Magister Ilmu Kebumian di Institut Teknologi Bandung. Dalam kesempatan ini Penulis ingin menyampaikan secara khusus ucapan terima kasih kepada 1. Prof. Safwan Hadi, P.hD dan Dr. rer. nat. Armi Susandi, MT, selaku pembimbing telah begitu banyak memberikan masukan, saran, motivasi, dan ide bagi penyelesaian Tesis ini serta membuka wawasan Penulis menjadi lebih luas lagi. 2. Staff pengajar di lingkungan Oseanografi, Meteorologi, dan Geofisika yang telah memberi bekal pengetahuan yang berarti selama pembelajaran dan penyelesaian Tesis. 3. Dr. Lucas Moxey (NOAA) dan Ir. Monique Sumampouw, M.Si (WWF) yang telah memberikan data-data bagi kepentingan Tesis ini. 4. Staff tata usaha yang membantu dalam bidang administrasi. 5. Rekan-rekan Magister Sains kebumian khususnya angkatan 2005 dan mahasiswa S1 yang telah banyak membantu dalam pengembangan keilmuan dan telah meluangkan waktu untuk menuangkan pikiran. 6. Kedua orang tua serta adik yang selalu memberikan dukungan semangat moril dan materil dalam merampungkan Tesis ini. iv

6 7. Naomi yang telah memberikan motivasi, kekuatan, doa. Demikian juga dengan Ka Lia dan Fransisca. 8. Teman-teman apartemen 58, Fajar, Stewart, Basar, Bento, Bahari, Andrew dan bibi family yang telah membantu saya dalam menambah wawasan dan pengetahuan. 9. Teman-teman lain Gupemala, Ridho (UGM), Markus (DKP), yang juga telah meluangkan waktu untuk bertukar pikiran. Kritik dan saran dari pembaca tentu merupakan bahan masukan yang sangat berharga bagi Penulis. Akhir kata Penulis mengharapkan semoga hasil penelitian ini bermanfaat bagi masyarakat dan perkembangan ilmu pengetahuan Indonesia. Salam, Bandung, Juni 2008 Penulis v

7 DAFTAR ISI Hal. LEMBAR PENGESAHAN... ABSTRAK... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR LAMPIRAN... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... i ii iv vi viii x xii BAB I. Pendahuluan I.1. Latar belakang dan Masalah yang dikaji... I-1 I.1.1. Latar belakang... I-1 I.1.2. Masalah yang dikaji... I-5 I.2. Hipotesa... I-5 I.3. Tujuan... I-5 I.4. Ruang lingkup dan pembatasan masalah... I-6 I.5. Metodologi dan Spesifikasi Wilayah kajian... I-7 I.6. Sistematika pembahasan... I-8 BAB II. Tinjauan Pusataka II.1. Tinjauan (State of the Art Review) terdahulu... II.2. Terumbu karang, pemutihan karang, dan keragaman... II.3. Temperatur... II.4. Kenaikan muka laut... BAB III. Metodologi III.1. Data terumbu karang dan Pengolahan... III.2. Data temperatur dan Pengolahan... III.3. Data Muka laut dan Pengolahan... III.4. Komparasi dan Korelasi Data... BAB IV. Hasil dan Pembahasan IV.1. Hasil... IV.1.1. Identifikasi lokasi... IV.1.2. Data terumbu karang... IV Line Intercept Transect(LIT)... IV Persentase tutupan karang... IV High dan low susceptibility... IV.1.3. Temperatur... II-1 II-2 II-6 II-8 III-1 III-2 III-4 III-5 IV-1 IV-1 IV-4 IV-4 IV-6 IV-11 IV-13 vi

8 IV Profil vertikal suhu perairan... IV-13 IV Suhu permukaan perairan... IV-15 IV Anomali, Hotspot, dan DHW... IV-17 IV.1.4. Muka laut... IV-22 IV.2. Pembahasan... IV-24 IV.2.1. Karakteristik wilayah dan data spesies... IV-24 IV.2.2. Fluktuasi tutupan karang dan anomali suhu... IV-25 IV Korelasi anomali dan tutupan karang tahun IV-27 IV Korelasi anomali dan tutupan karang tahun IV-28 IV Korelasi anomali dan tutupan karang tahun IV-33 IV.2.3. Prediksi Kenaikan muka laut... IV-38 IV.2.4. Stress level... IV-38 BAB V. Kesimpulan dan Saran V.1. Kesimpulan... V-1 V.2. Saran... V-2 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vii

9 DAFTAR GAMBAR Hal. BAB I Gambar I.1. Lokasi penelitian, Bali Barat dan sekitarnya... I-7 BAB II Gambar II.1. Photo pemutihan karang (coral bleaching)... II-4 Gambar II.2. Gambar II.3. Lokasi dan fluktuasi kerusakan terumbu karang dari tahun hingga 1998 hingga NOAA Degree Heating Weeks (DHW) untuk daerah equator dan selatan bumi II-5 II-6 Gambar II.4. Grafik anomali muka laut dari tahun 1880 hingga tahun II-7 Gambar II.5. Hubungan antara kenaikan temperatur dengan coral bleaching dalam skala mingguan di wilayah Australia... II-8 Gambar II.6. Model peningkatan muka laut dengan kenaikan karbondioksida 2 dan 4 kali lipat yang dihubungkan lamanya waktu... II-9 Gambar II.7. Gambar II.8. Prediksi ketebalan es di kutub tahun 2050 dan kenaikannya pertahun berdasarkan pengukuran sea level dari 23 long tide records... Sumber kenaikan muka laut dan fluktuasi total panjang glasier di berbagai tempat... II-10 II-11 BAB III Gambar III.1. Geographically Sorted Data yang dikeluarkan oleh NOAA. III-2 Gambar III.2. Tampilan Software Coastwatch utilities untuk pengolahan data anomali... III-3 BAB IV Gambar IV.1. Posisi BBNP yang termasuk dalam coral triangle... IV-1 Gambar IV.2. Lokasi wilayah kajian yang terbagi dalam 4 wilayah besar... Gambar IV.3. Hasil citra landsat untuk wilayah kajian tahun IV-2 IV-3 x

10 Gambar IV.4. Contoh jenis Acropora yakni Pink Acropora... Gambar IV.5. Persentase HCC di BBNP... Gambar IV.6. Persentase HCC diluar BBNP... Gambar IV.7. Spesies berdasarkan high dan low susceptibility... Gambar IV.8. HCC, high dan low susc. di Labuhan Lalang... Gambar IV.9. Profil vertikal suhu perairan untuk wilayah Bali... Gambar IV.10. SST untuk wilayah Bali mulai dari tahun IV-5 IV-9 IV-10 IV-11 IV-12 IV-14 IV-15 Gambar IV.11. Fluktuasi SST untuk wilayah Bali dari tahun 2003 hingga IV-16 Gambar IV.12. Anomali suhu perairan untuk wilayah Bali dari tahun 1997 hingga Gambar IV.13. Anomali suhu perairan untuk tahun dalam mingguan... Gambar IV.14. Hotspot area yang menggambarkan wilayah-wilayah yang terkena bleaching... Gambar IV.15. DHW untuk wilayah Bali dan sekitarnya... IV-18 IV-19 IV-20 IV-21 Gambar IV.16. Perubahan muka laut untuk wilayah Utara kajian dari tahun 1992 hingga IV-22 Gambar IV.17. Perbandingan SSH pada bulan 8 tahun 1995 dengan tahun IV-24 Gambar IV.18. Penurunan low susc. untuk beberapa lokasi di BBNP... Gambar IV.19. Perbandingan persentase tiap spesies... Gambar IV.20. Hubungan SST dan bleaching untuk wilayah GBR... IV-33 IV-37 IV-39 xi

11 DAFTAR TABEL Hal BAB II Tabel II.1. Laporan IPCC tentang observasi dan prediksi parameter Global Climate Change... BAB III Tabel III.1. Status level coral bleaching berdasarkan DHWs... BAB IV Tabel IV.1. Hasil Line Intercept Transect (LIT) yang sudah dikelompokkan dalam berbagai level dan taxa... Tabel IV.2. Persentase tutupan karang dan kondisi kerusakan karang... Tabel IV.3. Persentase hard coral cover beserta persentasenya... Tabel IV.4. Anomali tahunan pada wilayah kajian... Tabel IV.5. Lamanya waktu anomali... Tabel IV.6. Lokasi bleaching beserta waktunya... Tabel IV.7. Penurunan untuk beberapa segmen Tabel IV.8. Penurunan untuk beberapa segmen II-3 III-6 IV-4 IV-6 IV-7 IV-26 IV-27 IV-28 IV-31 IV-34 xii

12 DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A Persentase cover area terumbu karang... 1 A.1. Kedalaman 3 meter... 1 A.2. Kedalaman 10 meter... 9 LAMPIRAN B Persentase hard coral cover (% HCC) dan perbandingan antar waktu pengambilan untuk tiap-tiap wilayah kajian B.1. Persentase hard coral cover B.2. Perbandingan antar waktu pengambilan Hal. LAMPIRAN C High dan low susceptibility untuk tiap-tiap wilayah kajian dan pada kedalaman yang berbeda (3 dan 10 m). 23 C.1. High dan low susceptibility pada kedalaman 3 meter C.2. High dan low susceptibility pada kedalaman 10 meter LAMPIRAN D SST untuk wilayah Bali D.1. SST tahun D.2. SST tahun D.3. SST tahun D.4. SST tahun LAMPIRAN E Anomali perairan untuk wilayah Bali E.1. Anomali tahun E.2. Anomali tahun E.3. Anomali tahun E.6. Anomali tahun LAMPIRAN F SSH untuk beberapa titik di sekitar wilayah Bali F.1. SSH Utara Bali dan smoothed F E 8.6 S F E 8.4 S F E 7.9 S F E 8.6 S F E 8.6 S F E 9.1 S F E 7.9 S viii

13 LAMPIRAN G Korelasi anomali suhu dan persentase tutupan karang diwilayah kajian G.1. Korelasi anomali suhu dan persentase tutupan karang pada kedalaman 3 meter G.2. Korelasi anomali suhu dan persentase tutupan karang pada kedalaman 10 m LAMPIRAN H Metode pengumpulan data terumbu karang H.1. Mantaw taw H.2. Metode Line in Transect (LIT) H.3. Metode transek kuadrat H.4. Tagged Corals ix