12 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Cagar Alam Kamojang, Kabupaten Garut dan Kabupaten Bandung, Provinsi Jawa Barat. Kegiatan pengambilan data di lapangan dilaksanakan selama ± satu bulan yaitu dari bulan Juli sampai dengan Agustus 2011. Pengolahan data keanekaragaman dan pola penyebaran spasial dilakukan di Bagian Konservasi Keanekaragaman Tumbuhan dan Bagian Hutan Kota dan Jasa Lingkungan, Departemen Konservasi Tumbuhan dan Ekowisata, Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Gambar 1 Lokasi penelitian di kawasan Cagar Alam Kamojang. 3.2 Bahan dan Alat Bahan-bahan yang diperlukan dalam penelitian ini terdiri dari sampel spesies tumbuhan, alkohol 70%, peta kawasan Cagar Alam Kamojang dan perangkat lunak Arc Gis 9.3 dan SPSS 16.0. Alat yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari Global Positioning System (GPS), kamera digital,
13 meteran, tambang, kompas, phiband, tallysheet, panduan lapang tumbuhan asing invasif, koran bekas, label (etiket) dan kalkulator. 3.3 Jenis Data yang Dikumpulkan Jenis data yang dikumpulkan dalam penelitian ini terdiri dari data primer dan data sekunder. Data primer terdiri dari data keanekaragaman dan pola penyebaran spasial spesies tumbuhan asing invasif sedangkan data sekunder berupa data kondisi umum Cagar Alam Kamojang yang terdiri dari kondisi biofisik dan sosial ekonomi masyarakat di sekitar kawasan. Jenis data yang dikumpulkan secara rinci disajikan pada Tabel 1. Tabel 1 Jenis data yang dikumpulkan dalam penelitian No. Jenis Data/Informasi yang Dikumpulkan 1. Keanekaragaman spesies tumbuhan asing invasif Aspek yang Dikaji Sumber Data Metode Spesies, jumlah individu, Pengamatan Analisis frekuensi, dominansi langsung di vegetasi lapangan 2. Penyebaran spasial Titik sebaran spesies Pengamatan Penandaan spesies tumbuhan tumbuhan asing invasif langsung di titik sebaran asing invasif lapangan dengan GPS 3. Kondisi umum Kondisi fisik, kondisi Rencana Studi literatur kawasan biologis, kondisi sosial Pengelolaan ekonomi, peta kawasan CAK 2005-2020 3.4 Metode Pengumpulan Data 3.4.1 Keanekaragaman spesies tumbuhan asing invasif Analisis vegetasi dilakukan untuk mengetahui keanekaragaman spesies tumbuhan asing invasif dengan menggunakan metode petak ganda yang ditetapkan secara purposive sampling di lokasi yang terganggu (misalnya jaringan jalan) (Gambar 2). Panjang lokasi yang digunakan sebesar 500 m dan terbagi menjadi lima segmen dengan jarak antar segmen sebesar 100 meter. Pada setiap segmen diletakkan petak ukur masing-masing berukuran 20 x 20 meter dan terbagi ke dalam beberapa ukuran. Petak ditempatkan di kiri dan kanan jaringan jalan dengan jumlah petak ukur masing-masing berjumlah 5 petak sehingga
14 jumlah total petak ukur sebanyak 50 petak. Peletakan petak ukur dilakukan secara sistematik dengan jarak titik pusat antar petak sebesar 50 meter. b a Base line d c 100 m 100 m 100 m 50 m 50 m Gambar 2 Ilustrasi analisis vegetasi menggunakan metode petak ganda yang digunakan di Cagar Alam Kamojang. Keterangan Gambar 2: a. Petak ukur semai (2 m x 2 m), yaitu anakan dengan tinggi < 1,5 m. Selain itu, dicatat juga spesies tumbuhan bawah, semak, terna atau liana. b. Petak ukur pancang (5 m x 5 m), yaitu anakan dengan tinggi > 1,5 m dan diameter batangnya < 10 cm. Selain itu, dicatat juga semak, perdu atau terna dengan tinggi > 1,5 m. c. Petak ukur tiang (10 m x 10 m), yaitu diameter batang antara 10 cm 19,9 cm. d. Petak ukur pohon (20 m x 20 m), yaitu pohon yang diameter batangnya 20 cm. Titik awal
15 Parameter yang diambil dalam pengamatan vegetasi pada seluruh tingkat pertumbuhan meliputi: 1. Spesies, jumlah individu dan diameter untuk tingkat pohon dan tiang. 2. Spesies dan jumlah individu untuk tingkat pancang, semai dan tumbuhan bawah (tumbuhan selain permudaan pohon termasuk liana dan semak belukar). Identifikasi spesies tumbuhan dilakukan untuk mengetahui nama lokal dan nama ilmiah dari spesies tumbuhan yang ditemukan di lokasi penelitian. Spesies tumbuhan yang diperoleh dari hasil pengamatan kemudian dibuatkan herbariumnya. Tahapan-tahapan yang dilakukan dalam pembuatan herbarium ini adalah: 1. Mengambil contoh herbarium yang terdiri dari ranting lengkap dengan daunnya (apabila terdapat bunga atau biji sebaiknya diikutsertakan). Pengambilan contoh herbarium dilakukan bersamaan dengan pelaksanaan analisis vegetasi. 2. Contoh herbarium dipotong dengan panjang kurang lebih 40 cm atau disesuaikan dengan ukuran tumbuhan. 3. Contoh herbarium dimasukkan ke dalam kertas koran dengan disertakan etiket yang berukuran 3 cm x 5 cm. Etiket berisikan keterangan mengenai nomor spesies, nama lokal, lokasi pengumpulan dan nama pengumpul (kolektor). 4. Selanjutnya beberapa herbarium disusun di atas sasak yang terbuat dari bambu dan disemprot dengan alkohol 70%. 5. Herbarium kemudian dijemur dengan sinar matahari dan disemprot kembali dengan alkohol 70%. 6. Herbarium yang telah kering lengkap dengan keterangan-keterangan yang diperlukan kemudian diidentifikasi nama ilmiahnya. 3.4.2 Identifikasi spesies tumbuhan asing invasif Identifikasi spesies tumbuhan asing invasif dilakukan dengan melakukan cek silang dengan beberapa sumber yang memuat daftar spesies tumbuhan asing invasif seperti Webber (2003) dan Invasive Species Specialist Group (2005).
16 3.4.3 Pola sebaran spesies tumbuhan asing invasif Pola penyebaran spasial dari spesies tumbuhan asing invasif yang terdapat di Cagar Alam Kamojang diidentifikasi dengan menandai posisi koordinat pada setiap petak ukur dengan menggunakan GPS. Penandaan lokasi dengan GPS dilakukan pada titik tengah petak ukur sebanyak tiga kali. Setiap petak kemudian diidentifikasi jumlah individu spesies tumbuhan asing invasif baik yang berupa tumbuhan bawah, semak belukar, atau pohon. Nilai pada masing-masing petak berupa jumlah individu spesies tumbuhan asing invasif kemudian diinterpolasikan untuk mendapatkan sebaran spasial spesies tumbuhan asing invasif yang terdapat di Cagar Alam Kamojang. 3.5 Metode Pengolahan dan Analisis Data 3.5.1 Keanekaragaman spesies tumbuhan asing invasif Data vegetasi hutan yang terkumpul selanjutnya dianalisis dengan menghitung frekuensi, kerapatan, dominansi, indeks nilai penting, keanekaragaman spesies, indeks dominansi dan pola penyebarannya. Data vegetasi hutan dianalisis menggunakan persamaan sebagai berikut: 1. Indeks nilai penting Indeks nilai penting (INP) diperoleh dengan menggunakan besaran-besaran sebagai berikut (Soerianegara & Indrawan 2008): Kerapatan (ind/ha) = Jumlah individu suatu spesies Luas petak Kerapatan Relatif/KR (%) = Kerapatan suatu suatu x 100% Kerapatan seluruh spesies Frekuensi = Jumlah petak dijumpai suatu Jumlah seluruh petak Frekuensi Relatif/FR (%) = Frekuensi suatu suatu x 100% Frekuensi seluruh spesies Dominansi (m 2 /ha) = Basal area suatu spesies Luas seluruh petak Dominansi Relatif/DR (%) = Dominansi suatu spesies x 100% Dominansi seluruh spesies Indeks Nilai Penting = KR+FR+DR Khusus untuk tingkat semai, pancang dan tumbuhan bawah, perhitungan Indeks Nilai Penting hanya menjumlahkan kerapatan relatif dengan frekuensi relatifnya.
17 2. Keanekaragaman spesies Keanekaragaman spesies diukur dengan menghitung persamaan indeks keanekaragaman Shannon-Wiener sebagai berikut (Pileou 1969 diacu dalam Krebs 1972): Hˈ = - [Pi. Ln Pi], dengan Pi yaitu: Keterangan: Hˈ : Indeks keanekaragaman Shannon-Wiener ni : Jumlah INP suatu spesies N : Jumlah INP seluruh spesies 3. Indeks dominansi Indeks dominansi merupakan nilai kuantitatif untuk mengetahui suatu spesies yang dominan di dalam komunitasnya dengan persamaan (Indrayanto 2006): Keterangan: C : Indeks dominansi ni : Jumlah individu suatu spesies N : Jumlah seluruh individu 4. Pola sebaran spesies Pola penyebaran spesies tumbuhan asing invasif pada suatu komunitas tumbuhan dilakukan dengan menggunakan indeks Morisita. Pola penyebaran yang diketahui merupakan kecenderungan bentuk penyebaran suatu spesies di dalam komunitasnya yang terbagi ke dalam bentuk acak, mengelompok atau merata. Persamaan yang digunakan yaitu (Morisita 1965 diacu dalam Krebs 1972): Keterangan: Id : Derajat penyebaran Morisita
18 n : Jumlah petak ukur x² : Jumlah kuadrat dari total individu suatu spesies pada suatu komunitas x : Jumlah total individu suatu spesies pada suatu komunitas Selanjutnya dilakukan uji Chi-square dengan menggunakan persamaan: Derajat keseragaman Keterangan: χ² 0,975 : Nilai Chi-square dari tabel dengan db (n-1), selang kepercayaan 97,5% xi : Jumlah individu dari suatu spesies pada petak ukur ke-i n : Jumlah petak ukur Derajat pengelompokan Keterangan: χ² 0,025 : Nilai Chi-square dari tabel dengan db (n-1), selang kepercayaan 2,5% xi : Jumlah individu dari suatu spesies pada petak ukur ke-i n : Jumlah petak ukur Standar derajat Morisita (Ip) dihitung dengan menggunakan empat persamaan pada salah satu kondisi sebagai berikut: Apabila Id Mc > 1.0 maka dihitung: Apabila Id > Mc 1.0 maka dihitung: Apabila 1.0 > Id > Mu maka dihitung:
19 Apabila 1.0 > Mu > id maka dihitung: Standar derajat penyebaran Morisita (Ip) mempunyai interval -1,0 1,0 dengan taraf kepercayaan 95% pada batas 0,5 dan -0,5. Nilai Ip digunakan untuk menunjukkan kecenderungan pola penyebaran spesies tumbuhan asing invasif pada suatu komunitas tumbuhan di Cagar Alam Kamojang dengan selang nilai: Ip = 0, menunjukkan pola sebaran acak (random) Ip > 0, menunjukkan pola penyebaran mengelompok (clumped) Ip < 0, menunjukkan pola penyebaran merata (uniform) 3.5.2 Pola penyebaran spasial spesies tumbuhan asing invasif yang dominan Posisi GPS lokasi terdapatnya spesies tumbuhan asing invasif di-upload ke dalam file text delimated (*.txt) di dalam program Ms. Excel 2007. Data mengenai jumlah individu spesies di dalam petak ukur diinterpolasikan dengan menggunakan metode inverse distance weighted (IDW) dan metode kriging. Hasil interpolasi sebaran jumlah individu dari kedua metode tersebut dibandingkan dengan sebaran jumlah individu sebenarnya sehingga diperoleh data spasial secara keseluruhan yang lebih sesuai dengan kondisi di lapangan. 3.5.2.1 Metode interpolasi Inverse Distance Weighted (IDW) Metode interpolasi IDW merupakan metode pendugaan nilai yang sederhana dengan mempertimbangkan nilai di sekitarnya (NCGIA 1997). Asumsi dari metode ini adalah nilai interpolasi akan lebih mirip pada data sampel yang lebih dekat daripada data sampel yang lebih jauh. Metode ini menganalisis titik pengamatan dalam suatu ruang ketetanggaan yang menggambarkan kemiripan diantara titik-titik tersebut. Teknik pencarian yang digunakan adalah dengan menetapkan jumlah titik observasi yang berada di sekitarnya atau menggunakan teknik pencarian dalam radius tertentu. Nilai Z untuk setiap titik kemudian diboboti dengan kuadrat jarak sehingga nilai yang dekat secara spasial akan cenderung dipengaruhi nilai pada titik yang diamati. Pramono (2008) menyatakan bahwa kekurangan dari metode IDW adalah nilai hasil interpolasi terbatas pada nilai yang ada pada data sampel. Nilai
20 interpolasi yang dihasilkan tidak bisa lebih kecil dari minimum atau lebih besar dari data sampel karena metode ini menggunakan rata-rata dari data sampel. Oleh karena itu, untuk mendapatkan hasil interpolasi yang baik, maka sampel data yang digunakan harus lebih rapat. 3.5.2.2 Metode interpolasi Kriging Metode interpolasi kriging merupakan metode pendugaan nilai yang bersifat stochastic atau pendugaan nilai dilakukan secara statistik untuk menghasilkan data interpolasi (Pramono 2008). Asumsi dari metode ini yaitu jarak dan orientasi antara sampel data menunjukkan korelasi spasial dan memiliki sebuah tren. Metode ini menggunakan semivariogram yang merepresentasikan perbedaan spasial dan nilai diantara pasangan sampel data. Apabila diketahui korelasi spasial jarak dan orientasi data maka pendugaan nilai dengan menggunakan metode interpolasi kriging dapat dilakukan dengan tepat. Perbandingan antara metode interpolasi IDW dengan kriging dilakukan untuk mengetahui metode yang paling sesuai dalam menduga sebaran jumlah individu dengan melihat koefisien determinasi (R 2 ) yang dihasilkan dari plot scatter. Drapper dan Smith (1992) menyatakan koefisien determinasi merupakan koefisien yang mengukur proporsi keragaman atau variasi total disekitar nilai tengah Y yang dapat dijelaskan oleh regresi yang dihasilkan atau dalam hal ini koefisien determinasi menjelaskan keragaman pada hasil metode interpolasi yang diperoleh dari fungsi regresi antara dugaan jumlah individu berdasarkan hasil interpolasi dengan jumlah individu di lapangan. Semakin besar nilai koefisien determinasi maka semakin besar pula keragaman yang dapat dijelaskan oleh fungsi yang dihasilkan. 3.5.3 Pengaruh jarak dari jalan terhadap sebaran jumlah individu spesies tumbuhan asing invasif yang dominan Hubungan antara peubah jarak dari jalan dengan sebaran jumlah individu spesies tumbuhan asing invasif yang dominan dianalisis dengan menggunakan analisis regresi linier sederhana. Mattjik dan Sumertajaya (2006) menyatakan regresi linier sederhana merupakan persamaan regresi yang menggambarkan hubungan antara dua faktor antara satu peubah bebas (X, independence variable)
21 dan satu peubah tak bebas (Y, dependence variable) dimana hubungan keduanya dapat digambarkan sebagai garis lurus. Regresi linier sederhana dapat dituliskan dalam bentuk persamaan (Mattjik & Sumertajaya 2006): Y = α + β X Dimana: Y= Peubah tak bebas, X= Peubah bebas, α = Intersep, β = Kemiringan. Hipotesis yang digunakan untuk mengetahui pengaruh jarak dari jalan terhadap sebaran jumlah individu spesies tumbuhan asing invasif yang dominan yaitu: H 0 : Jarak dari jalan tidak berpengaruh secara nyata terhadap sebaran jumlah individu spesies tumbuhan asing invasif yang dominan. H 1 : Jarak dari jalan berpengaruh nyata terhadap sebaran jumlah individu spesies tumbuhan asing invasif yang dominan. Hipotesis diuji secara statistik dengan uji f dan uji t pada persamaan regresi yang dihasilkan. Taraf kepercayaan yang digunakan adalah sebesar 95% atau nilai α sebesar 0,05. Apabila nilai signifikansi pada uji f dan uji t lebih kecil daripada nilai α, maka hipotesis yang diterima yaitu H 1 atau jarak dari jalan mempengaruhi secara nyata terhadap sebaran jumlah individu spesies tumbuhan asing invasif yang dominan, sedangkan apabila nilai signifikansi pada uji f dan uji t lebih besar daripada nilai α, maka hipotesis yang diterima yaitu H 0 atau jarak dari jalan tidak mempengaruhi secara nyata terhadap sebaran jumlah individu spesies tumbuhan asing invasif yang dominan. 3.5.4 Alur proses penelitian Proses pendugaan sebaran jumlah individu spesies tumbuhan asing invasif dengan menggunakan metode interpolasi dan proses analisis regresi untuk mengetahui pengaruh jarak dari jalan terhadap sebaran jumlah individu spesies tumbuhan asing invasif yang dominan diuraikan seperti pada Gambar 3.
22 Data titik koordinat GPS MS Excel (tipe file text delimated/*txt) Arc Gis 9.3 (Shapefile) Proses Interpolasi dengan metode IDW dan kriging Peta Hasil Interpolasi Sebaran Jumlah Individu IAS Transformasi koordinat UTM Reclassify Peta Cagar Alam Kamojang (shp) Peta Jaringan Jalan Jawa Barat Proses Clip Peta Peta Jaringan jalan di Cagar Alam Kamojang Proses Overlay Peta (shp) Metode interpolasi yang sesuai Koreksi hasil interpolasi dengan keadaan di lapangan Peta Interpolasi Sebaran Jumlah Individu IAS di Cagar Alam Kamojang Pengaruh jarak terhadap sebaran jumlah individu IAS Analisis Regresi Linier Uji normalitas sisaan Data jarak titik pengamatan terhadap jalan Proses Euclidean Distance untuk memperoleh jarak titik pengamatan dari jalan Gambar 3 Proses pembuatan peta sebaran spasial spesies tumbuhan asing invasif yang dominan.