8 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian Penelitian dilakukan di Laboratorium Fisika Tanah, Balai Penelitian Tanah, Bogor untuk menganalisis sifat fisik tanah. Pengukuran lapang dilakukan di luar dan di dalam kawasan Taman Nasional Gunung Halimun Salak (TNGHS), tepatnya di Kampung Lebakpicung, Desa Hegarmanah, Kecamatan Cibeber, Kabupaten Lebak, Provinsi Banten. Kampung Lebakpicung berada di wilayah SubDAS Ciambulawung yang bermuara di Samudera Hindia. Penelitian ini dimulai bulan Februari dan berakhir pada Juli 2011. Lokasi penelitian ditampilkan pada Gambar 1. Gambar 1. Peta Lokasi Penelitian
9 3.2 Alat dan Bahan Pada penelitian ini digunakan berbagai peralatan. Perangkat yang digunakan di lapangan adalah peta lokasi penelitian dan perangkat navigasi Global Position System (GPS), abney level, double ring infiltrometer, ring sampel, plastik, penggaris, lakban bening, label, stopwatch, alat tulis, jeriken, air, gayung, gunting, papan kayu, palu, dan alat-alat laboratorium untuk menetapkan sifat fisik tanah. Analisis data dilakukan dengan memanfaatkan perangkat lunak sistem informasi geografis (ENVI 4.5+IDL, ArcView, dan ArcGIS) dan perangkat lunak analisis statistika (minitab 14), serta microsoft office excel 2007. 3.3 Metode Penelitian 3.3.1 Penentuan Titik Lapang Penentuan titik lapang dilakukan setelah pengumpulan data sekunder (peta topografi, peta lereng dan peta penggunaan lahan) dilakukan. Pada penelitian ini, data penggunaan lahan didekati dari data radiansi (radiance) AVNIR-2 dengan menggunakan persamaan NDVI (Normalized Difference Vegetation Index). sebagai berikut : NDVI = NIR - R NIR + R Dimana: R = Band Merah NIR = Band Infra Merah Dekat dari keseluruhan data spasial yang diperoleh, analisis pertama yang dilakukan adalah membuat peta satuan lahan homogen (Gambar 2). Titik-titik sasaran ditentukan pada peta satuan lahan tersebut, namun demikian pada aktual di lapangan, titik sasaran ini akan disesuaikan dengan kondisi lapang. Lokasi koordinat titik lapangan final direkam dengan menggunakan perangkat GPS.
10 Gambar 2. Peta Satuan Lahan Lokasi Penelitian Pengambilan sampel yang dilakukan adalah dengan metode stratified random sampling. Metode ini mengarahkan bahwa dalam penetapan titik lokasi pengukuran infiltrasi dilakukan langsung ketika di lapang sehingga disesuaikan dengan kondisi lapang. Stratified random sampling merupakan teknik pengambilan sampel yang ditarik dengan memisahkan elemen-elemen populasi dalam kelas-kelas yang disebut strata kemudian memilih sampel secara random dari setiap strata. Pembagian populasi ke dalam kelas-kelas memudahkan metode untuk menunjukkan homogenitas yang lebih nyata di dalam masing-masing kelas dan memberikan heterogenitas yang nyata antar kelas. Sampel diambil berdasarkan perbedaan penggunaan lahan yang terbagi atas empat jenis yaitu hutan, sengon, sawah dan kebun campuran. Metode dilakukan dengan jalur transek yang memotong lereng. Pengukuran infiltrasi ditetapkan dua kali di setiap titik dan dikompositkan sehingga tidak dianggap sebagai ulangan. Komposit disini dimaksudkan agar pengambilan sampel dapat mewakili satuan lahan di lokasi titik tersebut. Akan tetapi, terdapat 2 titik yang tidak diambil secara komposit yaitu sawah dan sengon. Ulangan dilakukan tiga kali pada setiap penggunaan lahan. Jumlah titik pengukuran yang diambil adalah
11 12 titik dari empat jenis penggunaan lahan. Pengulangan dilakukan tiga kali dan dua kali pengukuran di setiap titik yang diambil secara komposit. 3.3.2 Pengukuran laju infiltrasi di lapang Infiltrometer silinder ganda dipasang dengan hati-hati di atas permukaan tanah. Ring yang berdiameter kecil (ring dalam) terlebih dahulu dimasukkan ke permukaan tanah dengan kedalaman 3-5 cm, kemudian ring luar dipasang secara konsentris terhadap ring dalam. Selanjutnya, penggaris berskala diletakkan menempel pada dinding ring dalam, lalu dimasukkan rumput-rumput/ kertas pada ring dalam untuk menahan permukaan tanah ketika diberikan air agar tidak rusak oleh kucuran air. Lalu air dimasukkan terlebih dahulu pada ring besar dan dilanjutkan kedalam ring dalam. Penurunan permukaan air dalam ring dibaca pada penggaris, pembacaan turunnya air dicatat dengan stopwatch pada setiap selang waktu yang telah ditetapkan dengan waktu yang sama. Air ditambahkan ke dalam ring besar secara berkala agar infiltrasi selalu berlangsung. Pengukuran laju infiltrasi dilakukan selama 1-3 jam tergantung nilai konstan yang didapatkan sampai 3-5 kali sehingga nilai akhir yang didapatkan adalah laju infiltrasi konstan. Pengukuran dilakukan 3 kali ulangan di setiap penggunaan lahan. Gambar 3. Double ring infiltrometer 3.3.3 Analisis Sifat Fisik Tanah Tanah yang diambil adalah contoh tanah utuh. Sedangkan sifat tanah yang diukur adalah sifat-sifat tanah yang mewakili sistem ekologi lingkungan. Sifat-
12 sifat tanah tersebut mencakup kadar air, bobot isi, ruang pori total, distribusi ukuran pori pada pf, pori drainase, air tersedia, dan permeabilitas. Pengambilan contoh tanah utuh untuk penetapan bobot isi, ruang pori total, dan distribusi ukuran pori dilakukan harus hati-hati sehingga dapat terhindar dari guncanganguncangan yang dapat merusak struktur tanah. Tahapan yang dilakukan dalam pengambilan contoh tanah utuh yaitu dengan terlebih dahulu membersihkan dan meratakan lapisan tanah yang akan diambil kemudian ring ditekan sampai tiga perempat bagiannya masuk kedalam tanah. Ring lain (kedua) diletakkan diatasnya kemudian ditekan kembali sehingga bagian bawah ring kedua masuk sekitar 1 cm kedalam tanah. Ring pertama diambil dengan digali kemudian memisahkan kedua ring dengan memotong kelebihan tanah sehingga rata dengan pinggir ring. Tutup ring dipasang rapat dan ring diletakkan dalam koper sampel. 3.3.4 Pengolahan Data Pengolahan data dianalisis menggunakan model korelasi, regresi, dan regresi stepwise. Data dikorelasikan untuk mengetahui hubungan antara laju infiltrasi dengan berbagai jenis penggunaan lahan, kemiringan lereng, dan beberapa sifat fisik tanah. Hasil korelasi ini dapat dijadikan pertimbangan untuk membuat regresi karena pada umumnya apabila nilai korelasinya nyata maka peubah tersebut akan memberikan pengaruh nyata pula pada hasil regresi. Regresi dilakukan antara laju infiltrasi dengan berbagai jenis penggunaan lahan, kemiringan lereng, dan beberapa sifat fisik tanah yang berkorelasi nyata secara simultan (bersama-sama). Lebih jauh dari korelasi, regresi dilakukan untuk mengetahui pengaruh satu peubah terhadap peubah yang lainnya. Analisis lanjutan dilakukan dengan metode regresi stepwise. Metode ini dilakukan untuk menangani data yang mengalami multikolinearitas dan metode ini berjalan untuk mencari peubah yang tepat melalui pereduksian peubah dengan cara melibatkan seluruh peubah bebas untuk diregresikan dengan peubah respon. Selanjutnya sistem akan menghilangkan peubah-peubah yang dianggap tidak memberikan pengaruh secara nyata pada step selanjutnya. Sistem juga dapat mengembalikan peubah yang telah dihilangkan apabila peubah tadi dapat
13 memberikan pengaruh yang signifikan terhadap peubah respon pada step yang lebih lanjut. Langkah tersebut di ulang-ulang hingga didapatkan regresi terbaik yang mengandung peubah-peubah yang dianggap memiliki pengaruh yang nyata terhadap peubah respon. Peubah-peubah yang digunakan untuk analisis data pada penelitian ini adalah: Laju = laju infitrasi (cm/jam) Land = landuse (bentuk nilai NDVI) LRG = kemiringan lereng (%) KA = kadar air (% vol) BD = bulk density/bobot isi (g/cc) PD = particle density (g/cc) KA pada pf1, pf2, pf2,54, pf 4,2 (% vol) RPT = ruang pori total (% vol) PDC = pori drainase cepat (% vol) PDL = pori drainase lambat (%vol) AT = air tersedia (% vol) PM = permeabilitas (cm/jam) Penelitian ini juga menganalisis secara langsung keterkaitan masingmasing penggunaan lahan terhadap laju infiltrasi. Keterkaitan tersebut kemudian dikelaskan berdasarkan klasifikasi yang ditetapkan oleh Kohnke (1968).