3. METODE PENELITIAN

Transkripsi

1 3. METODE PENELITIAN 3.1. Waktu dan Lokasi Penelitian Penelitian dilaksanakan pada bulan Mei-Agustus 2009 berlokasi di Danau Lido, Kabupaten Bogor, Jawa Barat. Danau Lido berada pada koordinat BT dan LS (Gambar 3). Kegiatan penelitian dibagi kedalam dua tahap, yaitu kegiatan di lapangan dan kegiatan di laboratorium. Kegiatan di lapangan meliputi penelitian pendahuluan dan pengambilan ontoh air. Kegiatan di laboratorium meliputi analisis ontoh air dan identifikasi fitoplankton. Analisis ontoh air dilakukan di Laboratorium Produktivitas dan Lingkungan Perairan. Selanjutnya, identifikasi fitoplankton dilakukan di Laboratorium Biomikro I, Bagian Produktivitas Perairan, Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Peta Lokasi Danau Lido N 0 km 40 km 6 40' 42" Keterangan : Danau Lido Inset Peta Jawa Barat Sumber : Google Map ' 47" Gambar 3. Peta lokasi Danau Lido

2 Pelaksanaan Penelitian Penentuan stasiun Lokasi stasiun pengamatan dan pengambilan ontoh ditentukan dengan mempertimbangkan kegiatan di sekitar danau yang memiliki pengaruh terhadap kesuburan danau. Stasiun pengamatan dan pengambilan ontoh ditentukan berdasarkan morfometri danau yang dilakukan pada saat penelitian pendahuluan. Lokasi pengamatan dan pengambilan ontoh disajikan pada Gambar 4. Pengambilan ontoh dilakukan seara spasial, baik seara horiontal maupun vertikal. Pengambilan ontoh seara horiontal dilakukan pada dua stasiun dengan karakteristik yang berbeda. Stasiun pertama terletak pada BT LS yang mewakili lokasi kegiatan budidaya ikan dengan sistem KJA (stasiun KJA). Stasiun kedua terletak pada koordinat BT LS yang mewakili bagian perairan Danau Lido tanpa aktivitas budidaya ikan dengan sistem KJA (stasiun non-kja). Gambar lokasi penelitian dan kondisi perairan Danau Lido disajikan pada Lampiran 1. Gambar 4. Peta situasi Danau Lido dan lokasi pengambilan ontoh

3 16 Pengambilan ontoh seara vertikal dilakukan pada lapisan eufotik dan disfotik. Lapisan tersebut merupakan lapisan dalam kolom perairan yang masih menerima ahaya matahari untuk mendukung terjadinya proses fotosintesis. Pengambilan ontoh dilakukan di kedalaman permukaan, kedalaman Sehi disk, dan kedalaman kompensasi Pengambilan ontoh Kualitas air Penelitian dilakukan dengan metode survei lapangan untuk mengetahui kondisi Danau Lido yang meliputi kualitas air dan kelimpahan fitoplankton. Parameter yang diukur meliputi parameter fisika, kimia, dan biologi yaitu morfometri danau, suhu, keerahan, kekeruhan, oksigen terlarut (DO), ph, padatan terlarut total (TDS), nitrat-nitrogen (NO 3 -N), nitrit (NO 2 -N), amonia (NH 3 -N), ortofosfat, fosfat total, alkalinitas, klorofil-a, dan fitoplankton (APHA. 1989; 2005). Contoh air untuk penentuan kekeruhan, TDS, NO 3 -N, NO 2 -N, NH 3 -N, ortofosfat, fosfat total, dan klorofil-a diawetkan dengan ara pendinginan. Pengambilan ontoh pada stasiun pengamatan dilakukan sebanyak empat kali dengan selang waktu satu minggu. Pengambilan ontoh air dilakukan pada pukul WIB. Alat dan bahan yang digunakan dalam pengambilan dan analisis ontoh air tertera pada Lampiran 2. Gambar alat yang digunakan pada pengamatan dan pengambilan ontoh tertera pada Lampiran Fitoplankton Pendekatan parameter biologi digunakan dalam pendugaan terhadap tingkat kesuburan perairan yang dilakukan pendekatan terhadap jenis fitoplankton. Contoh air untuk analisis fitoplankton sebanyak 20 liter diambil menggunakan Vandorn Water Sampler, kemudian disaring dengan menggunakan plankton-net dengan mesh sie 35 μm. Selanjutnya air yang tersaring dimasukkan ke dalam botol sampel bervolume 100 ml dan diawetkan dengan larutan lugol 1% Analisis ontoh Analisis parameter fisika, kimia, dan biologi meliputi morfometri, suhu, keerahan, alkalinitas, TDS, ph, kekeruhan, DO, NO 3 -N, NO 2 -N, NH 3 -N, ortofosfat,

4 17 fosfat total, klorofil-a, dan fitoplankton. Alat dan metode yang digunakan dalam analisis ontoh air pada parameter fisika, kimia, dan biologi disajikan pada Tabel 3. Analisis ontoh air dilakukan di Laboratorium Produktivitas dan Lingkungan Perairan. Selanjutnya, identifikasi fitoplankton dilakukan di Laboratorium Biomikro I, Bagian Produktivitas Perairan, Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Tabel 3. Alat dan metode yang digunakan dalam analisis ontoh air pada parameter fisika, kimia, dan biologi (APHA 1989; 2005) Parameter Satuan Alat / Metode Penanganan Keterangan ontoh Fisika Morfometri GPS/Akustik In situ Suhu o C Thermometer Hg/Pemuaian In situ Keerahan meter Sehi disk/visual In situ Alkalinitas mg/l Titrasi/Standar aid In situ TDS g/l Timbangan analitik/gravimetrik Ex situ Kimia ph ph meter/potensiometrik In situ Kekeruhan NTU Turbidimeter/Nephelometrik Pendinginan Ex situ DO mg/l Titrasi/modifikasi metode Winkler In situ * Nitrat (NO 3 -N) mg/l Spektrofotometer/Bruine Pendinginan Ex situ * Nitrit (NO 2 -N) mg/l Spektrofotometer/Colorimetrik Pendinginan Ex situ Amonia mg/l Spektrofotometer/Phenate Pendinginan Ex situ (NH 3 -N) Ortofosfat mg/l Spektrofotometer/Asorbi Aid Pendinginan Ex situ Fosfat total mg/l Spektrofotometer/Digestion Pendinginan Ex situ Biologi Fitoplankton Ind/l Mikroskop elektrik binokuler/ Penambahan Ex situ sapuan lugol Klorofil-a mg/m 3 Spektrofotometer/aseton Pendinginan Ex situ Keterangan * : APHA 1989 Prosedur kerja analisis ontoh air tertera pada Lampiran 4. Penaahan sel fitoplankton dilakukan menggunakan Sedgwik-Rafter Counting Chamber (SRC) berukuran 50x20x1 mm 3 dengan metode strip (Wetel & Likens, 1991). Identifikasi fitoplankton dilakukan dengan menggunakan buku-buku kuni identifikasi yang terkait (Belher & Swale 1978, 1979; Miuno 1979; Presott 1970).

5 Pengumpulan dan Pengolahan Data Kedalaman kompensasi Kompensasi merupakan kedalaman yang memiliki intensitas ahaya sebesar 1% dari intensitas ahaya di permukaan. Penentuan kedalaman kompensasi dilakukan menggunakan persamaan Beer-Lambert Law. Rumus yang digunakan dalam penentuan kedalaman menggunakan persamaan Beer-Lambert Law (Sullivan et al. 2006; sebagai berikut. E ln E 1 ln 0,01 = Kd. Z Z 4,6 = E. e 0 = ln E = 100. e = Kd. 4,6 = Kd Kd. 0 Kd. Kd. Keterangan : E = Intesitas ahaya matahari di kedalaman kompensasi E 0 = Intesitas ahaya matahari di permukaan Kd= Koefisian peredupan ahaya matahari = Kedalaman kompensasi Penentuan koefisien peredupan dipengaruhi oleh suatu nilai konstanta. Nilai konstanta tersebut didapatkan dari hubungan antara kedalaman Sehi disk dengan koefisien peredupan. Kedalaman Sehi disk dipengaruhi oleh nilai kekeruhan suatu perairan. Semakin tinggi kekeruhan suatu perairan, semakin rendah kedalaman Sehi disk perairan tersebut. Selanjutnya, semakin rendah kedalaman Sehi disk, semakin besar nilai Kd dari suatu perairan. Dengan demikian, nilai Kd dapat berbeda pada setiap perairan. Pada umumnya, perairan danau dengan tingkat kekeruhan yang tidak terlalu tinggi digunakan nilai nilai konstanta sebesar 1,7. Berdasarkan hasil survei pendahuluan diperoleh tingkat kekeruhan yang tidak terlalu tinggi. Oleh karena itu untuk Danau Lido juga digunakan nilai nilai konstanta sebesar 1,7 (Sullivan et al. 2006;

6 19 Penentuan kedalaman kompensasi dilakukan melalui pendekatan terhadap kedalaman Sehi disk. Pada pendekatan ini dilakukan perhitungan koefisien peredupan yang di dasarkan pada kedalaman Sehi disk. Perhitungan koefisien peredupan (Kd) disajikan sebagai berikut. Kd 1,7 = s Keterangan : Kd = Koefisian peredupan ahaya matahari Z s = Kedalaman Sehi disk Indeks pendugaan produktivitas perairan Shoreline development index (SDI) Dimensi ini digunakan untuk menerminkan bentuk keteraturan danau. Indeks perkembangan garis tepi (shoreline development index) menggambarkan hubungan antara shore line (SL) dengan luas permukaan (A 0 ) (Cole 1983). Shore line merupakan panjang garis keliling tepi dan A 0 merupakan luas wilayah permukaan danau yang tertutup air dan nilainya akan bervariasi sesuai musim. SDI = 2 SL π A O Kriteria : SDI mendekati 1(atau=1) = Danau berbentuk lingkaran teratur 1 < SDI < 2 = Danau berbentuk subsirular atau ellips SDI > 2 = Danau berbentuk tidak beraturan Morphoedaphi index (MEI) Morfoedaphi index (MEI) merupakan salah satu pendekatan yang dapat dilakukan untuk mengetahui produktivitas suatu perairan. Salah satu ara untuk mendapatkan nilai MEI di suatu perairan yaitu dengan melihat rasio antara TDS (mg/l) dengan kedalaman rata-rata (m) (Ryder 1982). Perhitungan MEI ditunjukkan sebagai berikut.

7 20 MEI TDS = Z MEI dapat digunakan sebagai penduga dalam penentuan produksi ikan suatu perairan, dengan konsep teori termodinamika bahwa nutrien (dilihat dari nilai TDS) akan memberikan energi ke dalam sistem. Produksi ikan merupakan hasil dari sistem tersebut. Berdasarkan nilai MEI dapat diketahui nilai produksi ikan dengan menggunakan persamaan yang mengau pada hubungan antara MEI, suhu rata-rata dengan produksi ikan pada beberapa danau di daerah tropis (beberapa di Afrika) dan daerah temperate. Nilai suhu akan mempengaruhi proses biologi di perairan, sehingga dimasukkan sebagai salah satu faktor yang mempengaruhi produksi ikan alami di perairan. Persamaan ini digunakan pada danau yang memiliki kedalaman kurang dari 25 m (<25 m) (Shlesinger and Regier 1982 in Persamaan yang digunakan dalam pendugaan produksi ikan dirumuskan sebagai berikut. Log Y = 0,05T m +0,28 log MEI+0,236 Keterangan : Y T m MEI = produksi ikan (kg/ha/tahun) = suhu rata-rata = Morphoedaphi index 3.4. Analisis Data Indeks Nygaard Untuk mengetahui tingkat kesuburan Danau Lido digunakan indeks Nygaard (1949) in Rawson (1956). Perhitungan indeks Nygaard (In) tersebut didasarkan pada komposisi jumlah jenis fitoplankton. Fitoplankton akan merespon terhadap kondisi lingkungan perairan, sehingga komposisi jenis dari fitoplankton dapat menjadi suatu indikator status kesuburan suatu perairan. Komposisi jenis fitoplankton yang diamati dalam perhitungan indeks Nygaard adalah jumlah jenis dari kelas Myxophyeae, ordo Chlorooales, ordo Centri diatom, divisi Euglenophyeae, dan kelas Desmidiaeae.

8 21 In = Jumlah jenis Myxophyeae + Chlorooales + Centri diatom + Euglenophyta jumlah jenis Desmidiaeae Nilai indeks gabungan kurang dari 1(In<1), menunjukkan bahwa perairan tergolong oligotrof. Bila nilai indeks tersebut berkisar antara 1-2,5, perairan tergolong mesotrof atau eutrof ringan. Bila didapat indeks lebih dari 2,5 (In>2,5) perairan tersebut merupakan perairan eutrof Indeks status trofik (Trophi state index/tsi) Tingkat kesuburan perairan danau dihitung berdasarkan beberapa parameter yang sangat berpengaruh terhadap kesuburan danau sesuai dengan perhitungan Trophi state index (TSI) yang dikemukakan oleh Carlson (1977). TSI didasarkan pada tiga parameter yaitu konsentrasi fosfat total (TSI-P), konsentrasi klorofil-a (TSI-Chl-a) dan nilai kedalaman Sehi disk (TSI-SD). Dari tiga parameter tersebut kemudian diperoleh nilai TSI yang merupakan hasil rata-rata dari nilai TSI-P, TSI- Chl-a dan TSI-SD. Tingkat kesuburan perairan danau dihitung berdasarkan perhitungan Trophi state index (TSI) Carlson (1977) sebagai berikut : ln SD TSI- SD = 10 6 (m) ln 2 2,04 0,68lnChl a TSI-Chl-a = 10 6 (mg/m 3 ) ln 2 48 ln TSI-TP = 10 6 TP (mg/m 3 ) ln 2 Rata-rata TSI = (TSI - P + TSI - Chl - a + TSI - SD) 3 Keterangan: TSI-SD =:Nilai trofik status indeks untuk kedalaman Sehi disk TSI-Chl-a = Nilai trofik status indeks untuk klorofil-a TSI-P = Nilai trofik status indeks untuk fosfat total SD = Sehi disk (m) Chl-a = Klorofil-a (mg/m 3 ) TP : Fosfat total (mg/m 3 )

9 22 Penentuan ketiga parameter tersebut berdasarkan pada adanya korelasi dengan biomassa fitoplankton. Bahan organik dan anorganik yang masuk ke perairan berupa fosfat akan menyebabkan terjadinya pertumbuhan fitoplankton. Kosentrasi klorofil-a dapat menduga biomassa fitoplankton. Kepadatan fitoplankton akan menyebabkan terhambatnya ahaya yang masuk ke dalam kolom perairan danau yang ditandai dengan makin berkurangnya tingkat keerahan perairan yang diukur menggunakan Sehi disk. Data hasil penghitungan indeks TSI Carlson dikelompokkan sebagaimana yang disajikan pada Tabel 4. Tabel 4. Kategori status kesuburan berdasarkan TSI Carlson TSI Chl-a P SD Status kesuburan < >8-4 Oligotrof Mesotrof Eutrof <0.25 Hypereutrof Trophi index (TRIX) Trophi Index (TRIX) didefinsikan sebagai kombinasi linear logaritmik dari empat variabel, yaitu klorofil-a, oksigen terlarut jenuh (DO saturasi), mineral nitrogen, dan ortofosfat. Distribusi data TRIX indeks dapat dianalisis dengan distribusi statistik yang memiliki keuntungan yaitu dapat dikombinasikan dua atau lebih parameter yang dapat diinterpretasikan. Tingkat kesuburan danau dapat diformulasikan dengan TRIX indeks (Vollenweider et al. 1998), formula TRIX indeks disajikan sebagai berikut : TRIX = k n n i (log M log L) (logu log L) Keterangan : k = saling fator (10) n = jumlah parameter (4) U = batas atas (rataan + 2Sd) L = batas bawah (rataan 2Sd) M = nilai rataan parameter

10 23 Parameter yang digunakan dalam perhitungan TRIX : a. Faktor yang menunjukkan produktivitas seara langsung : - ChA : konsentrasi klorofil-a (mg/m 3 ) - Oksigen : oksigen saturasi (%). Hubungan antara DO jenuh (saturasi) dan suhu (Alaert & Santika 1984) disajikan pada Lampiran 5. b. Faktor nutrien - minn : mineral nitrogen (nitrogen anorganik terlarut), DIN = N(N-NO 3 +N- NO 2 +N-NH 3 ) (mg/m 3 ) - TP : fosfat total (mg/m 3 ) Nilai TRIX akan ditunjukkan dengan ukuran kesuburan (trofik) antara 0 sampai 10. Semakin besar nilai indeks tersebut semakin tinggi tingkat eutrofikasi pada perairan tersebut. Nilai mendekati 10 menunjukkan eutrofikasi yang kuat. Batas nilai indeks TRIX disajikan sebagai berikut : TRIX < 2 = oligotrof 2 TRIX < 4 = mesotrof 4 TRIX < 6 = eutrof TRIX 6 = hipereutrof