31 3. METODE 3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di perairan Pulau Pramuka, Kelurahan Pulau Panggang, Kecamatan Kepulauan Seribu Utara, Kabupaten Administrasi Kepulauan Seribu, Propinsi DKI Jakarta (Gambar 4). Lokasi pengambilan data berada di Stasiun 1 terumbu tepi Pulau Pramuka dan Stasiun 2 Gosong Pramuka (Tabel 1). Pengambilan data dilaksanakan pada bulan Oktober 2009, Maret 2010 dan Juli 2010. Tabel 1 Posisi geografis stasiun penelitian. Posisi Geografis Stasiun Bujur Timur (BT) Lintang Selatan (LS) Pulau Pramuka 106 0 36 32,66 05 0 44 59.50 Gosong Pramuka 106 0 36 40,10 05 44 12.80 3.2 Alat dan Bahan Penelitian Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi alat selam (SCUBA diving), alat tulis bawah air, kamera bawah air, jangka sorong dan penggaris plastik, botol sampel PE 500 ml, GPS, satu buah perahu motor, cool box, sedimen trap, alat pengukur kualitas air seperti: termometer, secchi disk, DO meter, hand refractometer, kompas, floating drauge, palu baja, paku beton, cable ties, buku pengenal jenis-jenis karang (Veron 1986; Suharsono 2008), buku pengenal jenis-jenis ikan karang (Allen 2000; Kuiter & Tonozuka 2001), buku pengenal jenis-jenis invertebrata laut (Colin & Arneson 1995), dan buku pengenal jenis-jenis soft coral dan seafan (Fabricius & Alderslade 2001). Bahan penelitian ini adalah terumbu buatan beton yang disusun seperti bentuk piramid berukuran 1x1x1 m (luas alas x tinggi). Setiap unit (modul) terdiri atas 11 bagian, yaitu enam buah balok beton berukuran 100x14x14 cm 3, empat buah balok berukuran 80x14x14 cm 3, dan sebuah prisma segi empat berukuran 60x60x60 cm 3 sebagai kubah piramid (Gambar 5). Terumbu buatan ini
32 merupakan bagian dari proyek rehabilitasi ekosistem pulau-pulau kecil, Direktorat Pendayagunaan Pulau-pulau Kecil, Kementerian Kelautan dan Perikanan yang telah ditenggelamkan pada tahun 2001 di terumbu tepi Pulau Pramuka pada kedalaman 3-10 m dan di Gosong Pramuka pada kedalaman 7-8 m.
33 Gambar 5 Model terumbu buatan beton objek penelitian (foto: Aziz 2010). 3.3 Tahapan Penelitian Secara garis besar penelitian ini terdiri atas 4 tahap, yaitu: 1) menentukan modul terumbu buatan yang akan dijadikan objek penelitian kemudian melakukan penandaan (tagging) terhadap semua koloni karang rekrut di permukaan terumbu buatan, 2) melakukan pengukuran dan pengambilan data parameter perairan, karang rekrut, dan ikan karang di terumbu buatan, 3) mengkaji hubungan antara kelimpahan karang rekrut dan parameter lingkungan perairan dan hubungannya dengan kelimpahan ikan di terumbu buatan, 4) merumuskan implikasi manajemen dari hasil analisis data terhadap terumbu buatan tersebut. 3.4 Penentuan Modul Sampel Penentuan unit-unit terumbu buatan (modul) sampel yang akan dijadikan sebagai objek penelitian dilakukan pada survei awal sebelum pengambilan data dimulai. Dalam penelitian ini ditentukan 10 (sepuluh) modul, masing-masing 5 (lima) unit di setiap Stasiun untuk dijadikan sampel. Sampel dipilih berdasarkan beberapa pertimbangan, yaitu: 1) kondisi fisik terumbu buatan susunannya masih utuh, tidak berantakan atau jatuh, sehingga memungkinkan sampel untuk dapat
34 menyediakan ruang penempelan (settlement) planula karang secara optimal, 2) memiliki kisaran kedalaman yang hampir sama, hal ini terkait dengan intensitas cahaya yang diterima dan tingkat sedimentasi, 3) jarak antar modul, untuk memudahkan dalam penandaan (tagging), pengamatan dan pengukuran koloni rekrut sehingga tidak merusak koloni karang di sekitarnya. 3.5 Jenis Data Selain menggunakan data yang diperoleh dari pengukuran langsung di lapangan, penelitian ini juga menggunakan data dari penelitian sebelumnya. Jenis data yang didapatkan langsung dari lapangan meliputi: 1. Parameter fisika-kimia perairan 2. Karang rekrut yang menempel di permukaan terumbu buatan 3. Substrat dasar (terumbu karang alami) di sekitar terumbu buatan 4. Diameter substrat abiotik disekitar terumbu buatan 5. Jumlah dan jenis ikan karang di terumbu buatan 6. Jumlah dan jenis ikan karang di terumbu alami disekitar terumbu buatan 3.6 Prosedur Pengambilan Data 3.6.1 Parameter Fisika-Kimia Perairan 1) Suhu ( o C); diukur menggunakan termometer Hg di permukaan, kolom air, dan dasar perairan sebanyak 3 kali ulangan tiap stasiun. 2) Salinitas (ppt); diukur menggunakan refraktometer di permukaan, kolom air, dan dasar perairan sebanyak 3 kali ulangan di tiap stasiun. 3) Kecepatan arus (m/dt) dan arah arus; diukur menggunakan floating drought, stop watch dan kompas sebanyak 3 kali ulangan. 4) Kecerahan (m); diukur menggunakan secchi disk sebanyak tiga kali ulangan di tiap stasiun. 5) Kedalaman (m); diukur menggunakan depth gauge di setiap sampel. 6) ph; diukur menggunakan ph strip dari sampel air yang diambil dari tiap stasiun, masing-masing 3 kali ulangan dari tiga titik berbeda. 7) Ammonium (NH 4 ); Phospat (PO - 4 ); Nitrit (NO - 2 ); Nitrat (NO - 3 ); Silikat (SiO 2 ); masing-masing diukur dari sampel air laut yang diambil di permukaan, kolom air dan dasar perairan dengan volume yang sama, kemudian dicampur dan diambil sebanyak 500 ml dengan botol PE. Botol sampel disimpan dalam wadah berpendingin untuk dianalisis di laboratorium Produktifitas Lingkungan Perairan IPB.
35 8) DO (dissolved oxigen); diukur menggunakan DO meter, sebanyak 3 kali ulangan di tiap stasiun. 9) Sedimentasi (mg/cm 2 /hari); pengukuran laju sedimentasi diambil dengan sediment trap yang dibuat dari pipa paralon berdiameter 2,25 inci (5,715 cm) dengan tinggi 12 cm dan diletakkan 20 cm dari dasar perairan (English et al. 1997). Setiap rangka berisi 3 buah paralon sebagai ulangan. Berat sedimen diukur di laboratorium Produktifitas Lingkungan Perairan IPB. 3.6.2 Karang Rekrut dan Biota Penempel Lainnya Data koloni karang rekrut dan biota penempel lainnya pada permukaan luar terumbu buatan diperoleh dari pengamatan langsung dan pemotretan menggunakan digital underwater camera (Gambar 6). Setiap koloni karang rekrut yang polipnya telah terlihat secara kasat mata, baik yang masih hidup maupun yang sudah mati, dihitung dan difoto secara tegak lurus. Sebagai referensi ukuran, digunakan penggaris 30 cm. Koloni karang rekrut diidentifikasi sampai tingkat genus berdasarkan foto menggunakan buku pengenal jenis-jenis karang (Veron 2000; Suharsono 2008). Ukuran luas koloni dihitung menggunakan software ImageJ versi 1,42q berdasarkan foto koloni. Jenis biota penempel lainnya dicatat dan difoto, kemudian diidentifikasi. Gambar 6 Contoh cara pemotretan koloni rekrut pada terumbu buatan (foto: Subhan 2010). 3.6.3 Substrat Dasar di Sekitar Terumbu Buatan
36 Data substrat dasar di sekitar terumbu buatan, diambil dengan metode Transek Garis Menyinggung (Line Intercept Transect) dan transek kuadrat di setiap stasiun (English et al. 1997). Rollmeter dibentangkan sepanjang 50 meter sejajar garis pantai di atas rataan terumbu alami disekitar terumbu buatan pada kedalaman 8-10 meter sebanyak 2 kali ulangan, sedangkan transek kuadrat diletakkan di atas transek garis sebanyak 5 kali ulangan pada setiap kelipatan jarak 5 meter (Gambar 7). Data yang diambil berupa luas tipe substrat dan komposisinya yang berada dalam transek kuadrat yang kemudian diidentifikasi sampai tingkat genus. Gambar 7 Ilustrasi cara pengambilan data substrat dasar. 3.6.4 Diameter Substrat Alami di Sekitar Terumbu Buatan Data diameter substrat diambil menggunakan transek kuadrat yang diletakkan di dasar perairan diantara terumbu buatan dan difoto secara tegak lurus, dengan referensi ukuran penggaris. Pengambilan data ini dilakukan 10 kali ulangan di setiap stasiun dengan jarak antar transek 5 m (Gambar 8). Analisis diameter substrat dasar dibedakan berdasarkan ukuran diameter, yaitu: <1 mm, 1-10 mm, 10-100 mm, dan >100 mm. Gambar 8 Ilustrasi pengambilan data diameter substrat. 3.6.5 Ikan Karang di Terumbu Buatan Pengambilan data ikan karang dilakukan pada area terumbu buatan dan di sekitar terumbu buatan dengan metode sensus visual (visual census), yakni mendata jenis dan jumlah ikan yang berada di kolom air
37 (English et al. 1997). Ikan karang yang berada dalam radius kira-kira 1 meter dari terumbu buatan sampel dicatat jumlah dan jenisnya. Identifikasi jenis ikan menggunakan buku pengenal jenis-jenis ikan (Allen 2000; Kuiter & Tonozuka 2001). 3.6.6 Ikan Karang di Terumbu Karang Alami Pengambilan data ikan karang di terumbu karang alami di sekitar terumbu buatan memakai metode sensus visual (English et al. 1997) dengan didukung oleh video bawah air untuk membantu identifikasi. Pengambilan datanya mengikuti garis transek yang sama dengan transek garis untuk mengukur substrat dasar. Semua ikan yang berada dalam area 2,5 meter di sebelah kanan dan kiri transek sepanjang 50 meter dicatat jumlah dan jenisnya. Identifikasi jenis ikan menggunakan buku pengenal jenis-jenis ikan (Allen 2000; Kuiter & Tonozuka 2001). Gambar 9 Ilustrasi cara pengambilan data ikan dengan sensus visual. 3.7 Analisis Data Data kualitas perairan yang meliputi suhu, salinitas, kecerahan, arus, phospat, nitrat, nitrit, silikat, amonium, oksigen terlarut (DO), ph, dan sedimen dianalisis secara ekologis deskriptif. Penghitungan luas koloni karang rekrut dengan software ImageJ 1,42q dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut: 1. foto koloni yang akan dihitung luasnya dibuka dari software ImageJ; 2. menentukan panjang skala yang diketahui dari penggaris referensi (Gambar 10); 3. melingkari batas tepi koloni karang dengan Freehand selections atau Polygon selections pada Tool Bar, kemudian menuliskan nama koloni dan mengukur uas dengan memilih Plugins, Analyze, kemudian Measure And Set Label.
38 4. Hasil pengukuran akan ditampilkan pada Results secara otomatis (Gambar 11). Gambar 10 Contoh tampilan penentuan skala pada software ImageJ. Gambar 11 Contoh tampilan hasil pengukuran luas dengan software ImageJ. Data koloni karang rekrut kemudian diolah dengan menghitung: 1) Persen tutupan karang dan substrat dasar
39 Persen tutupan karang batu hidup digunakan sebagai acuan dalam menentukan kondisi terumbu karang, karena karang batu merupakan unsur paling dominan di dalam ekosistem terumbu karang (Sukarno 1995). Persen tutupan karang pada permukaan terumbu buatan dihitung dengan membandingkan luas tutupan karang hidup dengan luas permukaan bagian luar terumbu buatan. Persen tutupan karang hidup ditentukan dengan rumus (modifikasi dari English et al. 1997): Tk = Persen tutupan koloni karang hidup (%) A = Luas total jenis/genus karang hidup (cm 2 ) B = Luas total permukaan luar terumbu buatan (cm 2 ) Persen tutupan substrat dasar di terumbu karang alami disekitar terumbu buatan dihitung dengan membandingkan luas total kategori substrat dasar dengan luas transek kuadrat (modifikasi dari English et al. 1997): Ts = Persen tutupan substrat dasar kategori ke-i (%) li = Luas total substrat dasar kategori ke-i (cm 2 ) L = Luas total transek kuadrat (cm 2 ) 2) Kepadatan koloni karang rekrut Kepadatan karang di terumbu buatan diperoleh dari penghitungan koloni karang hidup pada permukaan luar terumbu buatan di setiap unit sampel dengan rumus (modifikasi dari English et al. 1997): N = Kepadatan karang rekrut (koloni/cm 2 ) ni = jumlah koloni karang genus ke-i A = luas permukaan luar terumbu buatan (cm 2 ) 3) Indeks mortalitas karang (IMK) Nilai indeks mortalitas karang pada terumbu buatan dan terumbu karang alami dihitung dari persen tutupan karang mati dibagi dengan persentase karang hidup (modifikasi dari Gomez & Yap 1988, in Madduppa 2006):
40 IMK = Indeks mortalitas karang Am = Persentase karang mati dan patahan karang A = Persentase karang hidup 4) Kelimpahan ikan Kelimpahan ikan di terumbu buatan dan terumbu karang alami diperoleh dari pendataan dengan visual sensus. Kelimpahan ikan di terumbu buatan dihitung dalam radius 1 meter dari terumbu buatan dengan dimensi panjang 3 meter, lebar 3 meter (3 x 3 = 9 m 2 ). Untuk kelimpahan ikan di terumbu karang alami dihitung sepanjang garis transek 50 meter dengan lebar 2,5 meter di sebelah kanan dan kiri transek (50 x 5 = 250 m 2 ). Persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut (English et al. 1997): Keterangan : N = Kelimpahan (individu/m 2 ) ni = Jumlah individu ikan jenis ke-i A = Luas area sensus ikan 5) Indeks Keanekaragaman Jenis (H ) Dihitung menurut rumus indeks Shannon-Wienner (Odum 1993): H = Indeks keanekaragaman Shannon-Wienner ni = jumlah individu karang jenis ke-i N = jumlah total individu seluruh jenis Untuk organisme bentik, digunakan log 2 pi, sedangkan untuk komunitas ikan karang digunakan ln pi. 6) Indeks Keseragaman Jenis (E) Indeks ini bertujuan mengetahui keseimbangan individu dalam keseluruhan populasi, dihitung menggunakan rumus (Odum 1993): E = Indeks keseragaman
41 H = Indeks keanekaragaman Shannon-Wienner H maks = keanekaragaman maksimum (log 2 S) S = jumlah spesies 7) Indeks Dominansi Jenis (C) Dihitung menurut rumus indeks dominansi Simpson untuk ikan karang. Indeks dominansi digunakan untuk mengetahui sejauh mana suatu kelompok biota mendominasi kelompok lain. Rumus yang dipergunakan adalah (Odum 1993): C = indeks dominansi ni = jumlah individu jenis ke-i N = jumlah total individu seluruh jenis Semakin besar jumlah spesies maka semakin kaya dan seimbang distribusi diantara spesies yang diukur dengan indeks keragaman. Sebaliknya semakin kecil nilai C, maka komunitas tersebut didominasi oleh sedikit spesies. 8) Indeks Kesamaan (Similarity) Untuk melihat kemiripan jenis karang rekrut di stasiun 1 dan stasiun 2 dianalisis dengan Indeks Kesamaan (Similarity) (Odum 1993). A = jumlah spesies dalam stasiun A B = jumlah spesies dalam stasiun B C = jumlah spesies yang sama pada kedua stasiun Analisis statistika Hasil pengolahan data penelitian akan diuji dengan analisis statistika menggunakan software Microsoft Excel 2007. Untuk mengetahui apakah terdapat perbedaan nyata antara kelimpahan ikan, kelimpahan karang rekrut, dan persentase tutupan karang pada terumbu buatan di kedua stasiun penelitian, dilakukan analisis ragam dua arah (Two Way ANOVA with replication) dengan bulan pengamatan sebagai ulangan. Uji lanjutan untuk mengetahui perbedaan rerata kelimpahan ikan, kelimpahan karang rekrut dan persentase tutupan karang pada terumbu buatan di kedua stasiun dilakukan uji t pada taraf α 0,05 dan 0,01. Untuk mengetahui keterkaitan antara kelimpahan ikan dan tutupan
42 karang di terumbu buatan, dilakukan regresi antara kelimpahan ikan karang di terumbu buatan (Y) dan persentase tutupan karang keras di terumbu buatan (X). Hipotesis yang akan diuji dalam analisis ragam adalah: Ho = µ1 - µ = 0 I. Ho = Tidak terdapat perbedaan komposisi substrat pada terumbu buatan beton di kedua stasiun penelitian II. Ho = Tidak terdapat perbedaan komposisi ikan pada terumbu buatan di kedua stasiun penelitian Penghitungan rerata (mean) dari sampel (Walpole 1993): = rerata dari suatu sampel xi = nilai data ke-i n = jumlah data dari sampel Penghitungan simpangan baku (standard deviation) sampel (Walpole 1993): s = simpangan baku (standar deviasi) dari sampel = rerata dari suatu sampel xi = nilai data ke-i n = jumlah data dari sampel Koefisien korelasi (r) dan determinasi (r 2 ) Nilai r menunjukkan ukuran hubungan antara dua peubah acak X dan Y berkisar -1 sampai +1, dengan interpretasi sebagai berikut (Walpole 1993): r = 0 artinya tidak ada hubungan r > 0 artinya memiliki hubungan positif r < 0 artinya memiliki hubungan negatif Jika nilai r mendekati +1 atau -1, hubungan antara dua peubah kuat (korelasi tinggi) dan jika nilai r mendekati nol, hubungan antara dua peubah tersebut sangat lemah atau tidak ada. Untuk menyatakan proporsi keragaman total nilainilai peubah Y yang dapat dijelaskan oleh nilai-nilai peubah X, digunakan Koefisien determinasi (r 2 ). Struktur Data Penelitian
43 Data penelitian yang diperoleh akan disusun seperti pada Tabel 2. Tabel 2 Contoh struktur data penelitian. No. Modul Karang rekrut di terumbu buatan Kelimpahan Ikan Sta. I Jumlah koloni Persen tutupan Jumlah jenis Jumlah individu Jumlah jenis 1. 2. 3. 4. 5. Sta. II 1. 2. 3. 4. 5.