II. METODE PENELITIAN Struktur vegetasi tumbuhan bawah diukur menggunakan teknik garis berpetak. Garis berpetak tersebut ditempatkan pada setiap umur tegakan jati. Struktur vegetasi yang diukur didasarkan pada Kershaw (1973) yang meliputi kelimpahan jenis, keanekaragaman jenis, kekayaan jenis, kerapatan, dan frekuensi tumbuhan bawah, yang merupakan data primer. Untuk mengetahui hubungan antara struktur vegetasi tumbuhan bawah dan unsur hara tanah pada tegakan hutan jati umur 7, 27, dan 34 tahun dilakukan analisis tanah dan analisis CCA. Selain parameter unsur hara tanah dalam bentuk NH 4, PO 4, dan K 2 O, parameter pendukung meliputi ph tanah, intensitas cahaya, kelembaban tanah, temperatur tanah, luas basal area tegakan jati, dan kerapatan tegakan jati juga diukur dan dihubungkan dengan kelimpahan jenis tumbuhan bawah, keanekaragaman jenis tumbuhan bawah, kekayaan jenis tumbuhan bawah, dan kerapatan tumbuhan bawah (Lampiran 3.). A. Deskripsi Lokasi Penelitian telah dilakukan pada bulan Maret sampai Mei 2014 di RPH Mandirancan, yang termasuk wilayah kesatuan BKPH Kebasen, KPH Banyumas Timur. Tegakan jati di lokasi penelitian dibedakan ke dalam tiga kelompok umur tegakan yaitu: 1. Tegakan umur 7 tahun Tegakan ini berada pada petak 53A-1 dengan luas 11,70 ha yang terletak pada koordinat 109 o 13 25,3 BT dan 07 o 30 45,8 LS dengan ketinggian tempat 200-220 m dpl. 2. Tegakan umur 27 tahun Tegakan ini berada pada petak 54A dengan luas 6,20 ha yang terletak pada koordinat 109 o 13 24,2 BT dan 07 o 30 47,2 LS dengan ketinggian tempat 200-204 m dpl. 3. Tegakan umur 34 tahun Tegakan ini berada pada petak 53A-2 dengan luas 3,10 ha yang terletak pada koordinat 109 o 13 24,3 BT dan 07 o 30 46,9 LS dengan ketinggian tempat 204 m dpl. Sejak berdiri tahun 1976 RPH Mandirancan telah menanam tanaman jati dan pinus dengan total luas area 654,3 Ha. Berdasarkan fungsinya hutan jati di RPH Mandirancan berfungsi sebagai hutan produksi (Perum Perhutani KPH Banyumas Timur, 2012). Menurut Gunawan et al. (2012) tipe curah hujan di RPH Mandirancan 5
berdasarkan klasifikasi Schmidt-Ferguson termasuk tipe A serta topografi umum wilayahnya 79,65% adalah bergelombang sampai curam. B. Pengumpulan Data Jenis data dan informasi yang dikumpulkan dalam penelitian ini terdiri dari data sekunder dan data primer. 1. Data Sekunder Data ini berupa informasi tentang kondisi umum lokasi penelitian (RPH Mandirancan), yang meliputi letak dan luas, topografi, iklim, vegetasi, satwa, sosial ekonomi dan budaya masyarakat setempat. 2. Data Primer Data primer yang dikumpulkan adalah berupa hasil survei lapangan yang meliputi data jumlah individu dan jenis tumbuhan bawah, diameter tegakan jati, jumlah tegakan jati pada setiap petak pengamatan, intensitas cahaya, sampel tanah yang kemudian akan dianalisis kandungan unsur hara tanahnya, kelembaban dan temperatur tanah. C. Teknik Pengambilan Sampel Penelitian ini menggunakan metode survei. Sebelum melaksanakan penelitian, terlebih dahulu dilakukan inventarisasi petak tegakan jati yang memenuhi persyaratan umur tersebut. Pada setiap kelompok umur tegakan jati dibuat garis rintis sepanjang 350 m searah kemiringan lahan area penelitian. Pada garis rintis tersebut diletakan petak berukuran 10 m x 10 m sebanyak 7 buah untuk mengamati tegakan jati. Jarak antar petaknya adalah 50 m (Gambar 2.1). Untuk mengetahui struktur vegetasi tumbuhan bawah yang terdapat pada tegakan hutan jati dibuat petak kecil berukuran 2 m x 2 m sebanyak 5 buah yang diletakkan secara sistematis di dalam setiap petak 10 m x 10 m. Hal yang sama dilakukan pada setiap umur tegakan jati. Gambar 2.1. Metode garis berpetak untuk pengambilan sampel tegakan jati, tumbuhan bawah, dan tanah. Petak A = petak berukuran 10 m x 10 m untuk pengambilan data variabel tegakan jati. Petak B = petak berukuran 2 m x 2 m untuk pengambilan data variabel tumbuhan bawah dan beberapa unsur hara tanah. 6
D. Cara Kerja 1. Dibuat garis rintisan sepanjang 350 m pada setiap kelompok umur tegakan jati. 2. Pada garis rintisan tersebut dibuat petak berukuran 10 m x 10 m sebanyak 7 buah dengan jarak antar petak 50 m untuk mengamati tegakan jati yang meliputi kerapatan tegakan, dan diameter tegakan. 3. Untuk mengetahui struktur vegetasi tumbuhan bawah yang meliputi kelimpahan, keanekaragaman jenis, kekayaan jenis, kerapatan, dan frekuensi tumbuhan bawah dibuat petak kecil berukuran 2 m x 2 m sebanyak 5 buah yang diletakkan secara sistematis di dalam setiap petak 10 m x 10 m. Selain itu, diukur pula intensitas cahaya, kelembaban dan temperatur tanah dalam petak berukuran 2 m x 2 m tersebut. 4. Sampel tanah diambil pada setiap petak pengamatan ukuran 2 m x 2 m menggunakan core sampler (Gambar 2.2.). 5. Analisis unsur hara tanah dilakukan di Laboratorium Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Jenderal Soedirman Purwokerto. E. Variabel dan Parameter Penelitian Variabel dan parameter pada penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Variabel tegakan jati Variabel tegakan jati terdiri atas parameter umur tegakan, kerapatan tegakan, dan luas basal area. Data tegakan jati diambil dari petak berukuran 10 m x 10 m sebanyak 7 buah pada setiap umur tegakan hutan jati. Sehingga untuk seluruh umur tegakan hutan jati didapatkan 35 petak berukuran 10 m x 10 m. 2. Variabel struktur vegetasi tumbuhan bawah Variabel struktur vegetasi tumbuhan bawah terdiri atas parameter jenis tumbuhan bawah, jumlah individu masing-masing jenis tumbuhan bawah, keanekaragaman, kekayaan, kerapatan dan frekuensi tumbuhan bawah. Data tumbuhan bawah diambil dari petak ukuran 2 m x 2 m yang dibuat di dalam petak 10 m x 10 m. Jumlah seluruh petak 2 m x 2 m pada setiap kelompok umur tegakan jati adalah sebanyak 35 petak. Sedangkan untuk seluruh umur tegakan hutan jati adalah 105 petak. Pada petak 2 m x 2 m tersebut dicatat jenis tumbuhan bawah dan jumlah individu masing-masing jenis tumbuhan bawah. Jika nama jenis tumbuhan bawah belum diketahui nama ilmiahnya, maka dilakukan identifikasi dan atau determinasi di Laboratorium Taksonomi Tumbuhan Fakultas Biologi Universitas Jenderal Soedirman. Identifikasi dilakukan dengan membandingkan dengan herbarium yang 7
ada, sedangkan determinasi menggunakan buku Backer (1963; 1965; 1968) dan Van Steenis (2006). 3. Variabel faktor kimia tanah Variabel faktor kimia tanah meliputi parameter N dalam bentuk NH 4 tersedia, P dalam bentuk PO 4 tersedia, K dalam bentuk K 2 O tersedia dan ph tanah. Sampel tanah diambil pada setiap petak pengamatan ukuran 2 m x 2 m menggunakan core sampler pada setiap kelompok umur tegakan jati. Pengambilan sampel tanah dilakukan pada 5 titik pada seluruh petak ukuran 2 m x 2 m (Gambar 2.2). Tanah dari 5 titik pengambilan sampel tersebut dikompositkan, sehingga jumlah seluruh sampel tanah dari setiap kelompok umur tegakan jati adalah sebanyak 7 sampel tanah. Sedangkan untuk seluruh kelompok umur tegakan hutan jati di lokasi penelitian adalah 21 sampel tanah. Analisis unsur hara tanah akan dilakukan di Laboratorium Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Jenderal Soedirman Purwokerto. 4. Variabel faktor fisika tanah Variabel faktor fisika meliputi parameter intensitas cahaya, kelembaban dan temperatur tanah yang diukur pada petak kecil berukuran 2 m x 2 m. 10 m 10 m Gambar 2.2. Pengambilan sampel tanah = Titik pengambilan sampel tanah 8
F. Metode Analisis 1. Analisis data tegakan jati a. Luas Basal Area tegakan jati Pengolahan data diawali dengan perhitungan rata rata diameter batang tegakan jati berdasarkan rumus dari Tokede (1988) in Sudiana (1995) sebagai berikut : (3-1) Di = rata-rata diameter batang setinggi dada petak contoh ke-i. Dij = diameter pohon setinggi dada ke-j petak contoh ke-i. ni = jumlah pohon pada petak contoh ke-i. Diameter batang tegakan jati tersebut digunakan untuk mengetahui luas basal area tegakan jati. Luas basal area tegakan jati akan dihitung menggunakan rumusan sebagai berikut: BA = 1/4Π * D 2 (3-2) BA = basal area D = diameter batang setinggi dada b. Kerapatan tegakan jati Sedangkan untuk perhitungan kerapatan pohon jati dilakukan berdasarkan rumus dari Cox (1971) sebagai berikut : (3-3) (3-4) 2. Analisis data tumbuhan bawah a. Nilai Penting Indeks nilai penting didasarkan atas parameter kerapatan relatif (KR) dan frekuensi relatif (FR), yang dihitung berdasarkan rumusan dari Cox (1971) sebagai berikut : (3-5) 9
(3-6) (3-7) (3-8) Indeks nilai penting = Kerapatan relatif + frekuensi relatif b. Indeks Keanekaragaman Shannon-Wiener Indeks keanekaragaman dianalisis berdasarkan rumusan yang digunakan oleh Mueller-Dombois dan Ellenberg (1974) sebagai berikut: (H ) = - pi ln pi (3-9) ni = jumlah individu suatu jenis N = jumlah total individu yang ditemukan Nilai indeks keanekaragaman Shannon-Wiener dapat diklasifikasikan dalam beberapa kategori, yaitu jika nilai H < 2 maka nilai H tergolong rendah, jika nilai H = 2-3 maka tergolong sedang dan jika nilai H > 3 maka tergolong tinggi (Magurran, 1988). c. Indeks Kekayaan Jenis Margalef (R1) Indeks kekayaan jenis Margalef dianalisis berdasarkan Hilwan et al. (2013) sebagai berikut: (3 10) R1 = Indeks Kekayaan S = Jumlah jenis yang ditemukan N = Jumlah total individu Indeks kekayaan jenis Margalef dapat diklasifikasikan dalam beberapa kategori, yaitu jika R1 < 3,5 menunjukan kekayan jenis yang tergolong rendah, 3,5 5,0 menunjukkan kekayaan jenis tergolong sedang, dan R1 > 5,0 menunjukkan kekayaan jenis tergolong tinggi (Magurran, 1988). 10
3. Canonical Correspondence Analysis (CCA) Untuk mengetahui hubungan antara struktur vegetasi tumbuhan bawah dan faktor kimia tanah (ph, NH 4, PO 4, K 2 O), faktor fisika (Intensitas cahaya, kelembaban tanah, temperatur tanah) serta tegakan jati ( T. grandis L. f.) ( umur tegakan, kerapatan tegakan, luas basal area tegakan jati) digunakan Canonical Correspondence Analysis (CCA). CCA merupakan salah satu teknik ordinasi yang handal untuk mengungkapkan hubungan antara persebaran jenis tumbuhan dan faktor lingkungan. CCA adalah teknik ordinasi yang digunakan untuk menentukan persebaran jenis tumbuhan berdasarkan variabel lingkungan ataupun respon tumbuhan terhadap variabel lingkungan (Kent dan Coker, 1992; Resosoedarmo et al., 1985; Kent dan Ballard, 1988; ter Braak, 1987). Dalam peneliitian ini, faktor lingkungan yang digunakan dalam ordinasi meliputi ph tanah, NH 4 tersedia, PO 4 tersedia, K 2 O tersedia, umur tegakan hutan jati, kerapatan tegakan jati, luas basal area tegakan jati, intensitas cahaya, kelembaban tanah, dan temperatur tanah. Faktor lingkungan tersebut dihubungkan dengan kelimpahan, keanekaragaman jenis, kekayaan jenis, dan kerapatan tumbuhan bawah. Analisis ordinasi dengan Canonical Correspondence Analysis (CCA) dilakukan dengan software Canoco for Windows V4.5. Canoco merupakan software analisa ekologi yang menggunakan banyak variabel data dan menggabungkan perhitungan statistika dengan komposisi jenis, atau komunitas, atau populasi, dan kondisi lingkungan yang disebut sebagai metode ordinasi (Leps and Smilaue r, 2003). Menurut Clarke dan Ainsworth (1993) apabila nilai korelasi antar variabel dalam analisis CCA = 0 maka tidak terdapat korelasi; > 0-0,25 maka korelasi sangat lemah; > 0,25 0,5 maka korelasi cukup; > 0,5 0,75 maka korelasi kuat; > 0,75 0,99 maka korelasi sangat kuat; dan 1 menunjukan korelasi sempurna. 11