Perubahan Nilai Konsentrasi TSM dan Klorofil-a serta Kaitan terhadap Perubahan Land Cover di Kawasan Pesisir Tegal antara Tahun 1994-2012 Miftah Farid 1 1 Departemen Geografi, FMIPA UI, Kampus UI Depok 16424 miftah.farid81@ui.ac.id Abstrak Kawasan pesisir merupakan kawasan yang dinamis. Laju pembangunan ini mengakibatkan kawasan pesisir rentan akan perubahan dan kerusakan. Salah satu indikator adanya kerusakan pada kawasan pesisir dapat diketahui dari perubahan nilai konsentrasi Total Suspended Matter (TSM). Penelitian ini menggunakan aplikasi penginderaan jauh dan sistem informasi geografi untuk mengetahui perubahan sebaran nilai konsentrasi TSM dan klorofil-a di Kawasan Pesisir Tegal tahun 1994 dan 2012. Analisis pada penelitian ini menggunakan algoritma Jing Li (2008) untuk konsentrasi TSM. Perubahan nilai konsentrasi TSM kemudian dihubungkan dengan perubahan land cover untuk mengetahui adanya hubungan sebab-akibat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa; (1) Pada wilayah perairan Tegal nilai konsentrasi TSM tinggi meningkatnya sedangkan nilai konsentrasi klorofil-a mengalami penurunan (2) Perubahan konsentrasi TSM dan klorofil-a di wilayah pesisir Tegal sangat dipengaruhi oleh perubahan lahan terbangun dan tutupan vegetasi. Keywords: Algoritma, Klorofil-a, Total Suspended Matter. 1. PENDAHULUAN Kawasan pesisir merupakan kawasan yang dinamis, dimana pembangunan dikawasan tersebut sangat tinggi. Hal ini dikarenakan kawasan pesisir mempunyai potensi sumber daya alam yang besar seperti terumbu karang, estuari, hutan mangrove (bakau) dan padang lamun. Pesatnya pembangunan dikawasan tersebut diakibatkan oleh semakin meningkatnya pertumbuhan penduduk khususnya dikawasan pesisir, sehingga kebutuhan akan ruang semakin meningkat pula. Meningkatnya pembangunan menjadikan kawasan pesisir rentan akan perubahan dan kerusakan (dahuri et al 2001). Salah satu indikator perubahan kualitas perairan dapat dilihat dari perubahan nilai konsentrasi Total Suspended Matter (TSM) dan klorofil-a. Total Suspended Matter (TSM) adalah semua padatan yang melayang atau mengapung di perairan. Kenaikan nilai TSM mengakibatkan kekeruhan perairan sehingga menghalami penetrasi sinar matahari yang dibutuhkan fitoplankon untuk proses fotosintesis. Sedangkan klorofil-a adalah suatu pigmen yang didapatkan dalam fitoplankton, dan mempunyai fungsi sebagai mediator dalam proses fotosintesis. Untuk itu, TSM dan klorofila merupakan salah satu variabel yang menentukan kesuburan perairan.
2. METODOLOGI Penelitian ini dilakukan di Kawasan Pesisir Tegal yang meliputi wilayah perairan dan wilayah daratan dalam hal ini adalah daerah aliran sungai yang berada di wilayah Tegal. Untuk mengetahui perubahan nilai konsentrasi Total Suspended Matter (TSM) dan land cover dilakukan dengan analisis citra landasat 5 TM dan 7 ETM tahun 1994 dan 2012. Pemilihan akusisi citra landsat dilakukan pada bulan April 1994 dan 2012, karena pada bulan April merupakan musim peralihan muson barat dan muson timur. Analisa Citra untuk Penentuan Konsentrasi TSM Total Suspended Matter (TSM) adalah semua padatan yang melayang atau mengapung di perairan. TSM dapat diidentifikasi dengan menggunakan panjang gelombang Visible dan NIR (Near Infrared).Untuk melakukan pemetaan TSM, terlebih dahulu dilakukan land-sea masking yaitu memisahkan wilayah daratan dan perairan tujuannya agar wilayah daratan tidak masuk dalam hitungan TSM. Selanjutnya untuk menentukan persebaran TSM menggunakan algoritma yang dikembangkan oleh Jing Li, 2008 10 Log S (mg/l)= 0.892+6.2244*(TM 2 + TM 3)*(TM 3 / TM 2) Analisa Citra untuk Penentuan Konsentrasi Klorofil-a Klorofil-a dapat terdeteksi oleh citra karena mampu menyerap dan memantulkan spectrum cahaya matahari.menurut Wibowo et.al, (1994) menyatakan bahwa kanal 3 dan kanal 4 dari citra satelit Landsat dapat digunakan untuk mendeteksi konsentrasi klorofila di perairan. Algoritma yang digunakan dalam penelitian ini adalah algoritma wibowo (1994): Dimana : =. +. C = Konsentrasi Klorofil-a (mg/m 3 ) TM3,TM4 dan TM 5 =Band 3, 4 dan 5 citra satelit yang telah terkoreksi atmosfir. Persamaan tersebut kemudian disubtitusikan pada perangkat lunak ER Mapper 7.0 menjadi : C=ifI5 <20 Then (0.2818*(Pow((I4+I5)/I3,3.497))) Analisa Citra untuk Perubahan Land Cover Dimana, S (mg/l) = Nilai Sedimen TM2, TM3= Band 2 dan Band 3 Persamaan tersebut kemudian disubtitusikan pada perangkat lunak ER Mapper menjadi : S= If I5<20 then Pow(10,(0.892+(6.2244*((I2+I3)*(I3/I2))))) Dimana : I2, I3, I5 = Band 2, 3 dan 5 Untuk mendapatkan informasi tutupan lahan (landcover) yaitu dengan melakukan klasifikasi terbimbing (supervised classification) pada citra yang telah dikoreksi radiometrik dan geometrik. yang diinginkan kemudian memilih daerah latihan yang mewakili tiap kategori (training sampel). Deteksi perubahan land cover dilakukan dengan mengidentifikasi perubahan proporsi antara area terbangun dengan area vegetasi
3. HASIL DAN PEMBAHASAN Perubahan Konsentrasi TSM Nilai konsentrasi TSM hasil pengolahan citra landsat tahun 1994 dan 2012 mempunyai nilai minimum 3.7 mg/l dan maksimumm 253.9 mg/l. Nilai konsentrasi ini kemudian diklasifikasi menjadi 5 kelas yaitu kelas 50 mg/l, 50 100 mg/l, 100 150 mg/l, 150 200 mg/l dan 200 mg/l. Hasil pengolahan citra menunjukkan pada tahun 1994 nilai konsentrasi TSM rendah ( 50 mg/l) sangat dominan dibandingkan kelas-kelas yang lain, sementara pada tahun 2012, walaupun nilai konsentrasi TSM rendah ( 50 mg/l) masih mendominasi akan tetapi nilai-nilai konsentrasi lain mengalami peningkatan yang cukup signifikan dari segi luasan. Perubahan itu terlihat pada Tabel 1dan Gambar 1. Peningkatan luas nilai konsentrasi tinggi sebagian besar terjadi di sepanjang pesisir pantai yaitu kurang lebih 1 km dari garis pantai. Perubahan ini sangat terlihat jelas terutama pada muara-muara m sungai seperti yang terjadi di Kali Gangsa (DAS Gangsa), Kali Gung (DAS Gung), dan Kali Cacaban (DAS Pah). Perubahan ini menunjukan bahwa kondisi perairan di pesisir Tegal semakin mengalami penurunan kualitas. Pada tahun 1994 nilai konsentrasi TSM rendah ( 50 mg/l) sangat dominan dibandingkan kelas-kelas yang lain, sementara pada tahun 2012, walaupun nilai konsentrasi TSM rendah ( 50 mg/l) masih mendominasi akan tetapi nilai-nilai konsentrasi lain mengalami peningkatan yang cukup signifikan dari segi luasan. (gambar 2) Tabel 1 Perubahan Luas Nilai Konsentrasi TSM di Perairan Pesisir Tegal tahun 1994-2012 Klasifikasi 1994 2012 Perubahan Nilai Konsentrasi TSM (mg/l) Luas (Ha) % Luas (Ha) 50 20,485.35 89.37 13,663.89 59.61-6,821.46-29.8 50 100 1,376.20 6.00 5,051.81 22.04 +3,675.61 +16.0 100 150 684.61 2.99 1,865.96 8.14 150 200 187.65 0.82 1,134.79 4.95 200 188.07 0.82 1,205.43 5.26 Total 22,921.88 100.00 22,921.88 100.000 % Luas (Ha) % +1,181.35 +5.2 +947.14 +4.1 +1,017.36 +4.4 Gbr.2 Peta Perubahan Sebaran Konsentrasi TSM Tahun antara 1994 dan 2012 Perubahan Konsentrasi Klorofil-a Hasil pengolahan citra landsat diperoleh nilai konsentrasi klorofil-a a pada tahun 1994 antara 0,007 1,29 mg/m3dan 0,002 1,09 mg/m3 pada tahun 2012. Nilai konsentrasi ini kemudian diklasifikasi menjadi tiga kelas yaitu kelas 0,01 mg/m3, 0,01-0,1 mg/m3 dan 0,1-1 mg/m3. Berdasarkan pola sebaran yang dihasilkan dari ketiga kelas nilai konsentrasi klorofil-a menunjukan adanya perubahan luas setiap kelas Gbr.1 Perbandingan Luas Nilai Konsentrasi TSM tahun antara 1994 dan 2012
Perubahan luasan nilai konsentrasi klorofil dapat dilihat pada Tabel 2 dan Gambar 3 Tabel 1 Perubahan Luas Nilai Konsentrasi Klorofil-a di Perairan Pesisir Tegal tahun 1994-2012 Klasifikasi 1994 2012 Nilai Konsentrasi Klorofil-a (mg/m 3 ) Luas (Ha) % Luas (Ha) % Luas (Ha) 0,01 458.61 2.1 1,197.65 5..52 +739.04 3.4 0,01-0,1 8,917.23 41.1 9,023.62 41.56 +106.39 0.5 0,1-1 12,334.40 56.8 11,488.97 52.92-845.43 Total 22,921.88 100.00 22,921.88 100.00 Perubahan % - 3.9 dengan klorofil-a, maka ada suatu hubungan terbalik. Jika pada muara sungai nilai konsentrasi TSM tinggi mengalami kenaikan luasan maka nilai konsentrasi klorofil-a a rendah akan naik, begitu juga sebaliknya (Gambar4) Gbr.4 Peta Perubahan Sebaran Konsentrasi Klorofil-a Tahun antara 1994 dan 2012 Gbr.3 Perbandingan Luas Nilai Konsentrasi TSM tahun antara 1994 dan 2012 Nilai konsentrasi 0,01 mg/m3 mengalami pertambahan luas terlihat pada muara Kali Gangsa (DAS Gangsa), Kali Gung (DAS Gung) dan Kali Cacaban (DAS Pah). Pada muara DAS Pah sangat terlihat jelas peningkatan luas nilai konsentrasi 0,01 mg/m3, hal ini di pengaruhi oleh sungai yang berada di DAS Pah jumlahnya lebih banyak jika dibandingkan dengan jumlah sungai yang berada di DAS lain yaitu ada 4 sungai dengan sungai terbesarnya Sungai Cacaban. Jika dibandingkan dengan perubahan luasan nilai konsentrasi TSM) Perubahan Land Cover Hasil intepretasi pengolahan citra landsat tahun 1994-2012 menunjukan bahwa selama kurun waktu 18 tahun tutupan lahan di daerah aliran sungai yang berada di Kota dan Kabupaten Tegal mengalami banyak perubahan yang cukup signifikan (Tabel 3 dan Gambar 5) Dari tabel dan grafik memperlihatkan perubahan tutupan lahan (land cover) mengarah pada semakin meningkatnya lahan terbangun dan lahan pertanian. Lahan terbangun pada tahun 2012 mengalami peningkatan luas sebesar +5,738.23 Ha dari tahun 1994 yang hanya 8,481.55 Ha atau meningkat 60 %, sedangkan lahan pertanian meningkat dari 72,530.54 Ha menjadi 72,940.98 Ha. Peningkatan lahan terbangun sebagian besar terjadi di Kota Tegal sedangkan lahan pertanian meningkat di wilayah di
Kabupaten Tegal. Hal ini disebabkan Kota Tegal secara ekonomi didominasi sektor perdagangan, industri dan jasa dengan tingkat pertumbuhan ekonomi 4,61 % (BPS Kota Tegal, 2011). Tabel 3 Perubahan Luas Land Cover di Perairan Pesisir Tegal tahun 1994-2012 Berbanding terbalik dengan Kota Tegal,perokonomian Kabupaten Tegal masih mengandalkan sektor pertanian dan perikanan.akibat dari meluasnya lahan terbangun dan lahan pertanian, tutupan vegetasi mengalami penurunan luas 3.385,07 Ha atau hampir 50 % pada tahun 1994-2012 yaitu dari 39,051.43 Ha menjadi 22,976.54 Ha. Tutupan Lahan Lahan Terbangun Lahan Pertanian Tutupan Vegetasi Badan Air Awan Total Ket : (-) = Luasan Berkurang (+) = Luasan Bertambah 1994 2012 Luas (Ha) % Luas (Ha) % 8,481.55 7.71 14,219.78 12.92 72,530.54 65.92 72,940.98 66.30 26,045.36 23.67 17,343.53 15.76 2,813.25 2.56 5,047.40 4.59 151.17 0.14 470.18 0.43 110,021.87 100.00 110,021.87 100.00 Perubahan Luas (Ha) % +5,738.23 +5.22 +410.44 +0.37-8,701.83-7.91 +2,234.15 +2.03 +319.01 +0.29 Lahan terbangun Lahan Pertanian Tutupan Vegetasi Badan Air Awan Gbr 5 Perubahan Tutupan Lahan Tahun 1994 dan 2012 Gbr 6 Peta Perubahan Tutupan Lahan Tahun 1994 dan 2012
Analisis Keterkaitan Perubahan TSM dengan Land Cover Hubungan antara perubahan tutupan lahan dengan nilai konsentrasi TSM terlihat pada perubahan tutupan lahan pada daerah aliran sungai dan muara daerah aliran tersebut. Pada DAS Gangsa dan DAS Gung perubahan tutupan lahan dominan berubah ke lahan terbangun, sementara itu konsentrasi TSM di muara daerah aliran sungai tersebut cenderung meluas pada nilai konsentrasi sedang (50-200 mg/l) dan tinggi ( 200 mg/l). Pada DAS Cacaban, Pah, dan Cenang perubahan tutupan lahan cenderung beralih dari tutupan vegetasi ke lahan pertanian, sedangkan pola sebaran TSM menunjukan adanya peningkatan luas pada kelas tinggi ( 200 mg/l). Hasil analisis regresi munjukkann bahwa kenaikan nilai konsentrasi TSM mengikuti kenaikan lahan terbangun dan lahan pertanian, akan tetapi kalau di lihat dari kekuatan hubungan (nilai r ) maka kemaikan TSM lebih dipengaruhi oleh lahan terbangun dengan nilai R 2 = 0,678. Kenaikan TSM juga sangat dipengaruhi penyusutan tutupan vegetasi artinya semakin menyusut atau berkurang tutupan vegetasi maka nilai konsentrasi TSM semakin tinggi. Hubungan antara TSM dan tutupan vegetasi mempunyai nilai R 2 = 0,722. Gbr 7.Grafik Hubungan TSM dengan Lahan Terbangun Gbr 8.Grafik Hubungan TSM dengan Lahan Pertanian Gbr 9.Grafik Hubungan TSM dengan Tutupan Vegetasi Analisis Keterkaitan Perubahan Klorofil-a dengan Land Cover Sama halnya dengan TSM, perubahan tutupan lahan juga berpengaruh terhadap perubahan luasan nilai konsentrasi. Hal ini diindikasikan dari seiring berubahnya tutupan lahan yang mengarah pada semakin meluasnya lahan terbangun dan lahan pertanian serta menurunnya tutupan vegetasi, nilai konsentrasi klorofil-a a rendah ( 0,01mg/m 3 ) dan sedang (0,01-0,1 mg/m 3 ) mengalami perluasan sementara nilai konsentrasi tinggi (0,1-1mg/m 3 ) mengalami penurunan luas selama kurun waktu 1994 sampai 2012.
Hubungan tersebut salah satu contohnya terlihat pada DAS Gung dan DAS Pah. Pada DAS Gung tutupan lahan cenderung beralih dari lahan pertanian menjadi lahan terbangun sedangkan pada DAS Pah yang dominan berubah yaitu tutupan vegetasi berubah menjadi lahan pertanian. Akibatnya dari perubahan tersebut terlihat pada muara Kali Gung dan Kali Cacaban, nilai konsentrasi klorofil-a rendah ( 0,01mg/m 3 ) yang pada tahun 1994 tidak terlihat akan tetapi pada tahun 2012 terlihat jelas. Gbr 10.Grafik Hubungan Klorofil-a dengan Lahan Terbangun Berdasarkan perhitungan statistik menunjukkan perubahan lahan terbangun, lahan pertanian dan tutupan vegetasi diikuti dengan perubahan konsentrasi klorofil-a. Meningkatnya lahan terbangun diikuti menurun nilai konsentrasi klorofil-a. Hubungan antara lahan terbangun dengan nilai konsentrasi klorofil-a tidak terlalu kuat (moderat) dengan nilai R=0,517 (Gambar 10). Gambar 11 menunjukkan kenaikann lahan pertanian juga diikuti dengan penurunan klorofil-a. Hubungan penurunan nilai konsetrasi nilai konsentrasi klorofil-a dengan kenaikan lahan pertanian tidak kuat (moderat) dengan nilai R=0,571. Berbeda dengan lahan terbangun dan lahan pertanian, hubungan tutupan vegetasi dengan konsentrasi klorofil-a mempuyai hubungan yang kuat dengan nilai R=0,772 dengan kontribusi pengaruhnya sebesar 59,5% (Gambar 12). Berdasarkan hasil perhitungan tutupan lahan yang paling mempengaruhi perubahan nilai konsentrasi klorofil-a yaitu tutupan vegetasi. Gbr 11.Grafik Hubungan Klorofil-a dengan Lahan Pertanian Gbr 12.Grafik Hubungan Klorofil-a dengan Tutupan Vegetasi
(a) (b) (b) Gbr 13.Peta Sebaran Konsentrasi TSM dan Tutupan Vegetasi (a) 1994 (b) 2012 (a) Gbr 14.Peta Sebaran Konsentrasi Klorofil-a dan Tutupan Vegetasi (a) 1994 (b) 2012 (b)
4. KESIMPULAN Perubahan-perubahan yang terjadi di wilayah pesisir Tegal menunjukkan adanya suatu hubungan yang saling mempengaruhi. Jika pada daerah aliran sungai mengalami peningkatan lahan terbangun yang awalnya merupakan lahan pertanian atau tutupan vegetasi maka pada wilayah perairan di bagian hilir daerah aliran sungai tersebut terjadi peningkatan nilai konsentrasi TSM serta penurunan nilai konsentrasi klorofil-a yang cukup signifikan. Selain itu yang menyebabkan meningkatnya nilai konsentrasi TSM dan menurunnya nilai konsentrasi klorofil-a yaitu berubahnya tutupan vegetasi menjadi lahan terbangun dan lahan pertanian. Perubahan lahan terbangun, lahan pertanian dan tutupan vegetasi akan mengakibatkan terjadinya peningkatan laju sedimentasi. Hal ini lah yang mempengaruhi nilai konsentrasi TSM dan klorofil-a. DAFTAR ACUAN Budhiman, S. 2005. Pemetaan Sebaran Total Suspended Matter (Tsm) Menggunakan Data Aster Dengan Pendekatan Bio-Optical Model. Jakarta: Lembaga Penerbangan dan Antariksa. Dahuri, R,. Jacub, R,. Sapta, P,G,. Sitepu, MJ. 2001. Pengelolaan Sumber Daya Wilayah Pesisir dan Lautan Secara Terpadu. Pradnya Paramita. Bogor. Lillesand, T.M and R.W. Kiefer, 2004. Remote Sensing and Image Interpretation, John Wiley and Sons. New York Li, J et al. 2008. Temporal and spatial changes of suspended sedimentsconcentration in Changjiang Estuary using Landsat TM imageries. MOE Key laboratory of Coastal and Island Development, Nanjing University, Nanjing, P. R. China. Wibowo, A,. Sumartono, B,. Setyantini, W,H,. Populus, J. 1994. The application of satellite data improvement site selection and monitoring shrimp pond culture case study on Cirebon, Lampung, Jambi, and Jepara Coasts. In Remote Sensing and Geographic Information System. BPPT. Jakarta. h16-27