Analisis Spasial dan Temporal Kualitas Perairan (Muatan Padatan Tersuspensi dan Klorofil-a) di Teluk Jakarta pada Tahun 2002-2012 menggunakan Citra Satelit LANDSAT-7 ETM.
ANALISIS SPASIAL DAN TEMPORAL KUALITAS PERAIRAN
(MUATAN PADATAN TERSUSPENSI DAN KLOROFIL-A) DI TELUK
JAKARTA PADA TAHUN 2002-2012 MENGGUNAKAN CITRA
LANDSAT-7 ETM
JEFFRY INDO SONIAH BUTARBUTAR
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisa Spasial dan
Temporal Kualitas Perairan (Muatan Padatan Tersuspensi dan Klorofil-a) di Teluk
Jakarta pada Tahun 2002-2012 Menggunakan Citra Satelit LANDSAT-7 ETM
adalah benar karya saya denganarahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan
dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang
berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, September 2015
Jeffry Indo Soniah Butarbutar
NIM C5410001
2
ABSTRAK
JEFFRY INDO SONIAH BUTARBUTAR. Analisis Spasial dan Temporal
Kualitas Perairan (Muatan Padatan Tersuspensi dan Klorofil-a) di Teluk Jakarta
pada Tahun 2002-2012 menggunakan Citra Satelit LANDSAT-7 ETM. Dibimbing
oleh VINCENTIUS P SIREGAR dan SETYO BUDI SUSILO
Muatan padatan tersuspensi dan klorofil-a merupakan parameter kualitas
perairan yang dapat dikaji dengan metode penginderaan jauh. Tujuan penelitian ini
adalah untuk menganalisis kualitas perairan (muatan padatan tersuspensi dan
klorofil-a) secara spasial dan temporal di Teluk Jakarta menggunakan citra satelit
LANDSAT-7 ETM dari tahun 2002 sampai 2012. Sampel muatan padatan
tersuspensi dan klorofil-a diambil dari 20 stasiun pada bulan Juli 2012. Selanjutnya
dilakukan analisis spasial dan temporal melalui citra satelit dari tahun 2002 sampai
2012. Algoritma yang digunakan dalam estimasi konsentrasi muatan padatan
tersuspensi adalah algoritma Tassan sedangkan untuk klorofil-a menggunkan
algoritma Pentury. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa distribusi spasial
konsenetrasi muiatan padatan tersuspensi dan klorofil-a lebih tinggi di wilayah
selatan dan timur dibandingkan dengan wilayah utara dan barat dari tahun 2002
sampai 2012.
Kata kunci:Teluk Jakarta, Muatan padatan tersuspensi, Klorofil-a, Tassan,
Pentury,LANDSAT-7 ETM
ABSTRACT
JEFFRY INDO SONIAH BUTARBUTAR. Spatially and Temporally Water
Quality Analytic (Total Suspended Solid and Chlorophyll-a) in Jakarta Bay during
2002-2012 using LANDSAT-7 ETM satelite imagery. Supervised by
VINCENTIUS P SIREGAR and SETYO BUDI SUSILO
Total suspended solid and chlorophyll-a are water quality parameter which
can be studied using remote sensing method. The purpose of this study was to
analyzing spatially and temporally water quality (total suspended solid and
chlorophyll-a) in Jakarta Bay during 2002-2012 using LANDSAT-7 ETM satelite
imageries. In situ measurement of total suspended solid and chlorophyll-a sample
is taken from 20 station in July 2012. Analysis of spatial and temporal distribution
of the water quality parameters is then done using the satellite imageries.
Algorithms used in the analysis are the Tassan for total suspended solid
concentration and the Pentury algorithm for chlorophyll-a concentration. The result
of this study shows that the concentrations of the total suspended solid and
chlorophyll-a tend to be higher in southern and eastern parts of the bay rather then
other parts of the bay during the period of 2002-2012.
Keywords:Jakarta Bay, Total suspended solid, Chlorophyll-a, Tassan, Pentury,
LANDSAT-7 ETM
ANALISIS SPASIAL DAN TEMPORAL KUALITAS PERAIRAN
(MUATAN PADATAN TERSUSPENSI DAN KLOROFIL-A) DI TELUK
JAKARTA PADA TAHUN 2002-2012 MENGGUNAKAN CITRA
LANDSAT-7 ETM
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SarjanaIlmu Kelautan
pada
Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
6
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala
karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian hingga penyusunan
skripsi dengan lancar. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak
bulan Maret 2014 ini ialah logam berat, dengan judul Analisa Spasial dan Temporal
Kualitas Perairan (Muatan Padatan Tersuspensi dan Klorofil-a) di Teluk Jakarta
pada Tahun 2002-2012 Menggunakan Citra Satelit LANDSAT-7 ETM.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. Vincentius P Siregar,
DEA selaku pembimbingI, Prof. Dr. Ir. Setyo Budi Susilo, M.Sc selaku
pembimbing II, dan Dr. Ir. Jhonson Lumban Gaol, M.Si selaku dosen penguji yang
telah banyak memberikan bimbingan dan saran. Disamping itu, penulis sampaikan
terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak dan Ibu yang tak henti-hentinya
memberikan motivasi, semangat dan doa selama menempuh pendidikan di
IPB.Terima kasih juga penulis ucapkan kepada semua pihak yang turut membantu
dalam pelaksanaan kegiatan penelitian.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan sehingga
segala bentuk kritik dan saran penulis harapkan untuk menjadi bahan evaluasi diri.
Semoga skripsi ini bermanfaat.
Bogor, September 2015
Jeffry Indo Soniah Butarbutar
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
8
DAFTAR TABEL
8
DAFTAR LAMPIRAN
8
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
2
METODE
2
Waktu dan Tempat
2
Alat dan Bahan
3
Prosedur Pengolahan Data
4
HASIL DAN PEMBAHASAN
6
Penetapan Algoritma Muatan Padatan Tersuspensi
6
Penetapan Algoritma Klorofil-a
6
Sebaran Spasial Konsentrasi Muatan Padatan Tersuspensi di Teluk
Jakarta Tahun 2002-2012
8
Sebaran Spasial Konsentrasi Klorofil-a di Teluk Jakarta Tahun
2002-2012
10
Analisa Temporal Konsentrasi Muatan Padatan Tersuspensi di
Teluk Jakarta Tahun 2002-2012
12
Analisa Temporal Konsentrasi Klorofil-a di Teluk Jakarta Tahun
2002-2012
14
SIMPULAN DAN SARAN
16
Simpulan
16
Saran
16
DAFTAR PUSTAKA
17
LAMPIRAN
19
RIWAYAT HIDUP
8
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Peta lokasi penelitian dan pengambilan kualitas air di perairan
Teluk Jakarta, DKI Jakarta
Diagram alir pengolahan data kualitas perairan Teluk Jakart
Lokasi 5 wilayah Utara, Timur, Selatan, Barat dan Tengah
Perairan Teluk Jakarta dalam analisa temporal MPT dan
Klorofil-a
Grafik hubungan nilai konsentrasi klorofil-a yang diestimasi
menggunakan algoritma Pentury dengan hasil pengukuran
insitu
Sebaran Spasial Konsentrasi Muatan Padatan Tersuspensi di
Teluk Jakarta Tahun (a) 2012 (b) 2011 (c) 2010 (d) 2009 (e)
2008 (f) 2006 (g) 2005 (h) 2004 (i) 2002
Fluktuasi temporal konsentrasi muatan padatan tersuspensi di
Teluk Jakarta tahun 2002-2012
Sebaran Spasial Konsentrasi Muatan Padatan Tersuspensi di
Teluk Jakarta Tahun (a) 2012 (b) 2011 (c) 2010 (d) 2009 (e)
2008 (f) 2006 (g) 2005 (h) 2004 (i) 2002
Fluktuasi temporal konsentrasi klorofil-a di Teluk Jakarta
tahun 2002
Grafik Curah Hujan Bulan Pengamatan di Teluk Jakarta
Tahun 2002-2012 (Sumber : ecmwf)
Diagram Mawar Angindi Teluk Jakarta tahun (a) 2002 (b)
2006 (c) 2010 dan (d) 2012
Pola Arus di Teluk Jakarta pada bulan Juli 2009 (Sumber :
Koropitan et. al., 2009)
2
4
5
7
9
9
11
11
12
13
15
DAFTAR TABEL
1
2
3
Tanggal Akuisisi Citra LANDSAT-7 ETM tahun 2002-2012
Data Lapang Kualitas Perairan Klorofil-a di Teluk Jakarta 914 Juli 2012
Hubungan nilai konsentrasi klorofil-a dengan nilai konsentrasi
citra LANDSAT-7 ETM tahun 2012
3
3
6
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
Data Fluktuasi Temporal Muatan Padatan Tersuspensi Tahun
2002-2012 (mg/l)
Data Fluktuasi Temporal Klorofil-a Tahun 2002-2012
(mg/cm3)
19
19
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Teluk Jakarta adalah teluk terbuka yang berada di pantai utara Pulau Jawa.
Teluk Jakarta memiliki kedalaman rata-rata 8.4 meter dan luasan area sekitar 285
km2. Perairan teluk sangat dipengaruhi oleh masukan air sungai yang berada di
sekitarnya (Santoso 2005). Teluk Jakarta dialiri oleh 13 sungai yang berpotensi
besar dalam menampung masukan nutrien yang dibawa oleh aliran sungai. Apabila
masukan nutrien ini tidak diawasi dengan baik, maka dapat berpotensi
mengakibatkan terjadinya penurunan kualitas perairan teluk atau wilayah pesisir.
Kualitas air laut di Teluk Jakarta mengalami penurunan dari tahun 2009
hingga 2012. Persentase indeks pencemar pada tahun 2012 mencapai 32% untuk
kategori tercemar sedang dan 18% untuk kategori tercemar berat (BPLHD 2012).
Bermuaranya 13 sungai ke Teluk Jakarta telah membawa bahan pencemar yang
menyebabkan kondisi eutrofikasi. Kondisi ini sangat potensial dalam menyebkan
terjadinya marak alga (blooming algae). Dampak penurunan kualitas perairan
Teluk Jakarta sudah mencapai jarak 50 km menuju Perairan Kepulauan Seribu
(Sachoemar dan Wahjono 2007).
Penurunan kualisas perairan dapat menimbulkan dampak negatif bagi
kelestarian suatu ekosistem. Kandungan nutrien di perairan pesisir dapat dikaji
berdasarkan kadar konsentrasi klorofil-a dan muatan padatan tersuspensi (Blonski
2009). Klorofil-a merupakan parameter kualitas perairan yang penting dikaji karena
dapat dikembangkan sebagai sistem peringatan dini terhadap marak alga (blooming
algae).Peringatan dini blooming algae dikelompokkan dalam 3 kondisi yakni
kondisi aman dengan konsentrasi klorofil-a > 5 mg/m3, siaga dengan konsentrasi
klorofil-a 5-10 mg/m3, dan bahaya dengan konsentarsi klorofil-a >10 mg/m3
(Wouthuyzen2006).
Selain klorofil-a, parameter kualitas perairan lainnya adalah muatan padatan
tersuspensi. Muatan padatan tersuspensi penting untuk dikaji karena konsentrasi
yang tinggi akan menghambat penetrasi cahaya di perairan dan proses fotosintesis
terganggu (Effendi 2000). Kadar kosentasi muatan padatan tersuspensi di perairan
dipengaruhi oleh masukan dari darat melalui aliran sungai dan resuspensi akibat
pengikisan (Tarigan 2003). Kadar konsentrasi Nilai Ambang Batas berdasarkan
KLH untuk kepentingan perikanan dan taman laut konservasi yaitu < 80 ppm (KLH
1998).
Salah satu metode yang dapat digunakan dalam analisa kualitas perairan
adalah dengan metode penginderaan jauh. Metode penginderaan jauh dapat
mengkaji parameter klorofil-a dan muatan padatan tersuspensi secara spasial dan
temporal. Klorofil-a di suatu perairan dapat diestimasi dengan panjang gelombang
443-488 nm karena dapat mengabsorbsi sinar biru dan 515-600 nm karena dapat
mereflektansikan sinar hijau (Blonski 2009). Sedangkan muatan padatan
tersuspensi diperairan dapat diestimasi dengan panjang gelombang 560-590 nm
(Gitelson et al. 1993).
Salah satu satelit yang dapat digunakan dalam analisia kualitas perairan
adalah satelit LANDSAT. Citra satelit LANDSAT yang digunakan dalam
menentukan kualitas suatu perairan adalah citra satelit LANDSAT-7 ETM dengan
2
8 kanal sebagai saluran spektral. Masing-masing kanal memiliki panjang
gelombang dan karateristik berbeda. Hubungan antara nilai reflektansi pada sensor
dengan nilai konsentrasi parameter perairan didasarkan pada prinsip cahaya yang
dipantulkan kembali oleh permukaan perairan atau disebut sebagai inherent optical
properties (IOP) yang digunakan dalam menentukan remote sensing reflectance
(Rrs) (Budhiman 2012).
Kualitas perairan akan menurun apabila tidak dilakukan pengawasan secara
baik, yang dampaknya adalah menurunnya produktivitas primer, pencemaran, dan
rusak nya ekosistem. Oleh karena itu penelitian terhadap analisis kualitas perairan
(muatan padatan tersuspensi dan klorofil-a) menggunakan citra satelit LANDSAT7 ETM diperlukan untuk memberikan informasi mengenai kondisi perairan teluk
Jakarta.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk melihat distribusi perubahan konsentrasi
kualitas perairan (muatan padatan tersuspensi dan klorofil-a) secara spasial dan
temporal di Teluk Jakarta pada tahun 2002 sampai 2012 dengan menggunakan citra
satelit LANDSAT-7 ETM.
METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan pada bulan Maret-April 2014. Kegiatan
pengolahandata dilakukan di Laboratorium Penginderaan Jauh, Departemen Ilmu
dan Teknologi Kelautan, Insititut Pertanian Bogor. Lokasi penelitian adalah
perairan Teluk Jakarta dengan titik pengambilan sampel sebanyak 20 pada Gambar
1. Sampel kualitas perairan diambil oleh dua lembaga yaitu LIPI dan SEAMEO
BIOTROP.
Gambar 1 Peta lokasi penelitian dan pengambilan kualitas air di perairan Teluk
Jakarta, DKI Jakarta
3
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah Laptop, perangkat lunak ER
Mapper 6.4, ArcView 10.0, Surfer 9, dan Frame and fill. Bahan yang digunakan
dalam penilitian ini adalah citra LANDSAT-7 ETM sebanyak 9 buah pada Tabel 1
dan data lapang kualitas perairan klorofil-a tanggal 9-14 Juli 2012 pada Tabel 2.
Tabel 1 Tanggal Akuisisi Citra LANDSAT-7 ETM tahun 2002-2012
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Tanggal Akuisisi
3 Agustus 2002
5 Juli 2004
26 Juni 2005
27 Juni 2006
18 Juli 2008
21 Juli 2009
22 Juni2010
28 Agustus 2011
29 Juli 2012
Tabel 2 Data Lapang Kualitas Perairan Klorofil-a di Teluk Jakarta 9-14 Juli 2012
SITE
Date
Time
Stasiun 1
Stasiun 2
Stasiun 3
Stasiun 4
Stasiun 5
Stasiun 6
Stasiun 7
Stasiun 8
Stasiun 9
Stasiun 10
Stasiun 11
Stasiun 12
Stasiun 13
Stasiun 14
Stasiun 15
Stasiun 16
Stasiun 17
Stasiun 18
Stasiun 19
Stasiun 20
7/10/2012
7/10/2012
7/10/2012
7/10/2012
7/10/2012
7/10/2012
7/11/2012
7/11/2012
7/11/2012
7/11/2012
7/11/2012
7/11/2012
7/11/2012
7/11/2012
7/12/2012
7/12/2012
7/12/2012
7/12/2012
7/12/2012
7/12/2012
9:47:35
10:36:18
11:42:30
12:30:23
13:10:22
14:53:12
9:15:42
10:12:26
11:09:45
12:25:35
13:09:21
15:02:34
15:35:34
16:26:20
9:19:59
9:47:59
10:19:06
11:17:22
12:26:50
13:16:25
Latitude
-5.92313
-5.95564
-6.01385
-6.05104
-6.0748
-6.02603
-5.9651
-5.96622
-5.99323
-6.07328
-6.09141
-6.11046
-6.08226
-6.03798
-6.09877
-6.08678
-6.05337
-6.00182
-6.01542
-5.97949
Longitude
106.923106
106.943536
106.957496
106.96869
106.967658
106.867907
106.804218
106.85308
106.861206
106.874446
106.9065
106.826641
106.822766
106.816555
106.782409
106.77219
106.760115
106.808915
106.750428
106.739416
Klorofil-a
(mg/m3)
1.07
1.93
4.31
1.76
1.88
0.78
0.93
1.42
1.80
5.72
15.74
3.86
1.37
1.30
7.11
4.48
3.97
1.44
3.77
3.06
4
Prosedur Pengolahan Data
Pengolahan data terdiri tiga bagian : pengolahan data satelit, penetapan
algoritma, dan pengolahan data sebaran spasial dan temporal. Proses pengolahan
data digambarkan dalam diagram alir pada Gambar 2.
Pengolahan Data Satelit
Citra satelit diolah dengan menggunakan citra LANDSAT-7 ETM path 122
row
64
yang
diperoleh
melalui
pengunduhan
pada
situs
www.earthexplorer.usgs.gov. Data citra LANDSAT-7 ETM mengalami kerusakan
sensor pada tahun 2004 sehingga terdapat wilayah kosong dengan garis hitam
melintang pada citra. Proses penambalan (gap fill)dilakukan untuk menutup
wilayah kosong agar dapat digunakan dalam proses analisis.Setelah proses gap fill
selesai, langkah selanjutnya adalah pemotongan (croping) untuk membatasi
wilayah kerja sesuai dengan posisi penelitian pada citra LANDSAT-7 ETM.
Sebelum citra dianalisis dengan algoritma yang dipilih, dilakukan proses koreksi
geomterik dan radiometric untuk mengurangi kesalahan yang timbul pada saat
perekaman yang diakibatkan oleh pengaruh perputaran bumi dan mengurangi
kesalahan radiasi elektromagnetik dan interaksi atmosfer.
Gambar 2 Diagram alir pengolahan data kualitas perairan Teluk Jakart
5
Penetapan Algoritma
Algoritma yang digunakan untuk ekstraksi kualitas perairan ditetapkan
dengan mencoba beberapa algoritma yang sudah ada yaitu Ambarwulan, Lemigas,
Robinson, dan Tassan untuk muatan padatan tersuspensi dan Pentury, Wouthuyzen,
Hasyim, Berau, dan Adkha untuk klorofl-a. Algoritma ditetapkan berdasarkan hasil
variabel terikat (Y) dengan variabel bebas (X). Variabel terikat (Y) adalah muatan
padatan tersuspensi sedangkan variabel bebas (X) adalah citra dengan model
persamaan Y= ax+b. Keeratan hubungan dilihat melalui nilai R, jika mendekati
positif 1 hal ini menunjukkan hubungan antar variabel yang kuat sedangkan jika
mendekati 0 maka hubungan antar variabel sangat lemah.
Gambar 3 Lokasi 5 wilayah Utara, Timur, Selatan, Barat dan Tengah Perairan
Teluk Jakarta dalam analisa temporal MPT dan Klorofil-a
Pengolahan Data Sebaran Temporal
Analisis temporal terhadap kedua parameter dilakukan dengan penentuan
titik mewakili 5 wilayah Perairan Teluk Jakarta yaitu Utara, Tengah, Selatan, Barat,
dan Timur. Total titik untuk masing masing wilayah adalah sebanyak 5 titik. Kelima
titik yang dipilih kemudian dihitung nilai rata-rata untuk setiap tahun nya. Grafik
pola distribusi yang terbentuk selama tahun 2002-2012 untuk masing-masing
parameter kemudian dianalisis perubahan nya berdasarkan kaitan dengan
fenomena-fenomena oceanografi yang terjadi.
6
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penetapan Algoritma Muatan Padatan Tersuspensi
Algoritma yang digunakan dalam analisis muatan padatan tersuspensi
ditentukan berdasarkan grafik hubungan antara data in situ dengan data citra.
Penentuan mengacu pada 4 algoritma yaitu Ambarwulan, Lemigas, Robinson, dan
Tassan.. Algoritma yang dipilih untuk analisis muatan padatan tersuspensi pada
citra LANDSAT-7 ETM tahun 2002 sampai 2012 adalah algoritma Tassan dengan
persamaan:
TSS(mg/l) = 2.55+1.732*Log(ETM2)
(3)
Keterangan:
TSS(mg/l)=Konsentrasi Muatan Padatan Tersuspensi(mg/l)
Kanal 1 = Nilai radian pada kanal 1 LANDSAT-7 ETM
Kanal 2 = Nilai radian pada kanal 2 LANDSAT-7 ETM
Penetapan Algoritma Klorofil-a
Algoritma yang digunakan dalam analisis klorofil-a juga ditentukan
berdasarkan grafik hubungan antara konsentrasi data lapang dengan data citra.
Penentuan mengacu pada 5 algoritma yaitu Pentury, Sam Wouthhuyzen, Hasyim,
Delta Mahakam, dan Adkha. Algoritma yang dipilih adalah algoritma dengan nilai
koefisien korelasi paling besar yang menunjukan keeratan hubungan antara
konsentrasi data insitu dengan konsentrasi citra.
Tabel 3 Hubungan nilai konsentrasi klorofil-a dengan nilai konsentrasi citra
LANDSAT-7 ETM tahun 2012
No Algoritma
Persamaan
Pentury
y = 1.51x + 0.0223
1
C(mg/m3)=2.387x(ETM2/ETM1)-0.467
Sam Wouthhuyzen
y = 0.6377x - 1.715
2
C(mg/m3)=10.59x(TM2/TM1)-2.355
Hasyim
y = -0.0312x + 3.2353
3
C(mg/m3)=17.1342+15.2587x(ETM3/ET4)
R
0.50
Delta Mahakam-Berau
y = 9.6816x + 1.4456
C(mg/m3)=0.2154-0.639xlog(ETM1/ETM2)
Adkha
y = -0.4804x + 7.823
C(mg/m3)=8.6548663+0.12856666(ETM1ETM5)+0.258411(ETM3/ETM4)
0.44
4
5
0.44
0.11
0.25
7
Algoritma yang dipilih untuk analisis klorofil-a pada citra LANDSAT-7
ETM tahun 2002 sampai 2012 adalah algoritma Pentury dengan persamaan:
C(mg/m3)=2.387(Kanal2/Kanal1)-0.467
(4)
Keterangan:
C(mg/m3)= Konsentrasi Klorofil (mg/m3)
Kanal1= Nilai radian pada Kanal1 LANDSAT-7 ETM
Kanal2= Nilai radian pada Kanal2 LANDSAT-7 ETM
Grafik hubungan korelasi antara konsentrasi klorofil-a data insitu dan data
citra LANDSAT-7 ETM yang menunjukkan hubungan keeratan ditunjukkan
sebagai berikut
Konsentrasi Klorofil-a
Insitu(mg/m3)
7
y = 1.51x + 0.0223
R² = 0.2282
6
5
4
3
2
1
0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
Konsentrasi Klorofil-a Citra (mg/m3)
Gambar 4 Grafik hubungan nilai konsentrasi klorofil-a yang diestimasi
menggunakan algoritma Pentury dengan hasil pengukuran insitu
Grafik hubungan keeratan konsentrasi klorofil-a data insitu dengan data citra
LANDSAT-7 ETM 2012 menggunakan algoritma Pentury menunjukkan nilai
koeefisien korelasi paling tinggi yaitu R = 0.50 di bandingkan algoritma Sam
sebesar R = 0.44, algoritma Hasyim sebesar R = 0.11, algoritma Delta Mahakam
sebesar R = 0.44 dan algoritma Adkha sebesar R = 0.25. Nilai koesfisien korelasi
algoritma Pentury sebesar 0.50 menunjukkan korelasi yang cukup erat dan dapat
digunakan sebagai algoritma dalam analisis klorofil-a di Teluk Jakarta. Algoritma
Pentury yang digunakan dalam analasisi klorofil-a di Teluk Jakarta menggunakan
perbandingan kanal 1 dan kanal 2. Menurut (Rogan dan Chen 2004) analisis
terhadap konsentrasi klorofil-a di perairan hanya menggunakan kanal 1 -4 dengan
panjang gelombang 0.45–0.52 μm, 0.52–0.60 μm, 0.63–0.69 μm dan 0.76–0.90 μm.
Kombinasi terbaik dalam estimasi klorofil-a di perairan dapat menggunakan kombinasi
rasio kanal 1 dan kanal 3 serta kanal 1 dan kanal 2 (Han dan Jordan 2005).
8
Sebaran Spasial Konsentrasi Muatan Padatan Tersuspensi di Teluk Jakarta
Tahun 2002-2012
Muatan padatan tersuspensi di Teluk Jakarta yang diolah dengan citra satelit
LANDSAT-7 ETM pada Gambar 5 dan 6 menunjukkan pola sebaran spasial pada
tahun 2002-2012. Sebaran spasial konsentrasi muatan padatan tersuspensi
menunjukkan perubahan distribusi konsentrasi dari tahun 2002 hingga 2012.
Nilai dari konsentrasi muatan padatan tersuspensi yang diekstrak dapat
dilihat pada Lampiran 1. Berdasarkan gambar 5 dan 6, secara umum distribusi
konsentrasi muatan padatan tersuspensi di Teluk Jakarta menyebar hampir di
seluruh wilayah perairan Teluk Jakarta.
Distribusi muatan padatan tersuspensi di wilayah selatan lebih tinggi
dibandingkan dengan wilayah utara Teluk Jakarta. Konsentrasi muatan padatan
tersuspensi di wilayah pesisir seperti kecamatan Penjaringan, Muara Kamal, Kamal
Dadap dan Teluk Naga memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan wilayah
perairan kepulauan seribu. Perairan Muara Kamal merupakan perairan dengan
tingkat aktifitas pelabuhan yang tinggi. Pengaruh terhadap konsentrasi muatan
padatan tersuspensi adalah tingginya aktifitas transportasi laut yang menyebabkan
pengadukan sedimen dasar perairan. Pengadukan sedimen terjadi di wilayah mulut
sungai sehingga nilai konsentrasi muatan padatan tersuspensi di wilayah selatan
tinggi (Sarjono 2009). Wilayah pesisir Teluk Jakarta juga dipengaruhi oleh 13
sungai yang mengalir menuju teluk dan membawa masukan dari daratan. Curah
hujan pada bulan pengamatan yang rendah juga membuat distribusi dari konsentrasi
muatan padatan tersuspensi terpusat diwilayah pesisir dan tidak terdorong menuju
perairan Keplulauan Seribu.
Distribusi konsentrasi muatan padatan tersuspensi di wilayah timur secara
umum lebih tinggi dibandingkan dengan wilayah barat. Wilayah timur Teluk
Jakarta merupakan wilayah pesisir Muara Gombong dan pelabuhan Tanjung Priok.
Perairan Muara Gembong merupakan wilayah perairan yang berada di sekitar
lokasi industri. Kondisi ini membuat perairan Muara Gembong menerima tekanan
limbah yang tinggi. Pengerukan kolam pelabuhan Tanjung Priok dan Muara
Gembong juga membawa endapan sedimen dan nutrient ke perairan Teluk Jakarta.
Perairan Muara Gembong juga aktif sebagai wilayah dumping site atau muara akhir
dari pembuangan hasil pengerukan kolam pelabuhan Tanjung Priok.
Wilayah timur Teluk Jakarta dengan tinggi nya aktifitas pelabuhan membuat
sungai yang berada di wilayah tersebut mengalami pendangkalan. Pendangkalan
tersebut mengakibatkan terjadinya proses pengadukan sedimen yang berperan
dalam penumpukan sedimen. Perairan yang mengalami pendangkalan
menyebabkan arus yang masuk kearah hulu sungai tertahan sehingga sedimen yang
telah mengendap teraduk kembali ke permukaan. Kondisi ini membuat konsentrasi
muatan padatan tersuspensi tinggi.
9
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(i)
Gambar 5 Sebaran Spasial Konsentrasi Muatan Padatan Tersuspensi di Teluk
Jakarta Tahun (a) 2012 (b) 2011 (c) 2010 (d) 2009 (e) 2008 (f) 2006 (g)
2005 (h) 2004 (i) 2002
MPT Insitu(g/l)
120.00
100.00
80.00
60.00
40.00
20.00
0.00
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
Tahun Pengamatan
UTARA
TENGAH
SELATAN
BARAT
TIMUR
Gambar 6 Fluktuasi temporal konsentrasi muatan padatan tersuspensi di Teluk
Jakarta tahun 2002-2012
10
Sebaran Spasial Konsentrasi Klorofil-a di Teluk Jakarta Tahun 2002-2012
Sebaran spasial konsentrasi klorofil-a di Teluk Jakarta yang diolah dengan
menggunakan citra satelit LANDSAT-7 ETM pada tahun 2002 -2012 disajikan
pada Gambar 7 dan 8. Nilai dari konsentrasi klorofil-a yang diekstrak dapat dilihat
pada Lampiran 2.
Distribusi kkorofil-a pada wilayah selatan menunjukkan konsentrasi yang
lebih tinggi dibandingkan dengan wilayah utara Teluk Jakarta. Tingginya
konsentrasi di wilayah selatan dibandingkan wilayah utara dipengaruhi oleh
ketersediaan nutrien, sinar matahari, pengadukan air, dan suhu (Estuari Sciense
2006). Selain itu konsentrasi klorofil-a di pesisir juga dipengaruhi oleh sedimentasi
dan sungai-sungai dari darat ataupun masukan dari laut terbuka (Turner 2010).
Pelabuhan Kayu Marunda dan Muara Kamal merupakan wilayah perairan dengan
aktivitas pelabuhan yang tinggi. Kegiatan dari nelayan di sekitar pelabuhan Kayu
Marunda dan Muara Kamal menyumbang nutrien ke perairan sehingga
meningkatkan konsentrasi di wilayah ini.
Selain itu pengadukan sedimen akibat kegiatan keluar dan masuknya kapal
juga mempengaruhi sumbangan nutrien pada wilayah selatan Teluk Jakarta. Pesisir
Teluk Jakarta juga merupakan wilayah yang padat pemukiman penduduk. Limbah
cair domestik yang dihasilkan dari kegiatan rumah tangga masyarakat menjadi
penyebab terbesar terjadinya pencemaran di wilayah perairan Teluk Jakarta (JICA
1990). Padatnya pemukiman penduduk juga menyumbang nutrien ke perairan yang
meningkatkan konsentrasi klorofil di pesisir Teluk Jakarta
Distribusi konsentrasi klorofil-a di wilayah timur juga lebih tinggi
dibandingkan wilayah barat. Kondisi ini disebabkan pada bulan pengamatan yaitu
bulan Juli perairan utara pulau Jawa sedang mengalami musim timur dengan
pergerakan angin dari timur menuju barat. Pergerakan angin 3.6 -5.7 m/s akan
membentuk pola yang sama terhadap arus sehingga distribusi konsentrasi klorofila di wilayah timur lebih tinggi dibandingkan dengan wilayah barat. Arus
merupakan parameter dalam proses sedimentasi dan nutrien di wilayah pesisir dari
teluk menuju laut lepas. Pergerakan arus yang terbentuk di Teluk Jakarta
memperlihatkan pola yang kompleks dan lebih banyak dipengaruhi oleh angin dan
merupakan resultan dari beberapa jenis arus (Yuliasari 2012).Menururt
Hadikusumah (2007) pada penelitian yang dilakukan di Teluk Jakarta, kecepatan
arus yang dipengaruhi oleh musim timur pada bulan Juni adalah 0.3-53 cm/det.
Selain itu pada bulan-bulan pengamatan curah hujan relatif rendah sehingga
masukan yang dibawa oleh sungai-sungai di Provinsi DKI Jakarta tidak terdistribusi
ke wilayah Teluk Jakarta sehingga tidak ada aliran menuju laut lepas dan
konsentrasi klorofil-a hanya terdistribusi di wilayah pesisir.
11
(a)
(b)
(d)
(e)
(g)
(c)
(f)
(h)
(i)
Konsentrasi klorofil-a
(mg/m3)
Gambar 7 Sebaran Spasial Klorofil-a di Teluk Jakarta Tahun (a) 2012 (b) 2011 (c)
2010 (d) 2009 (e) 2008 (f) 2006 (g) 2005 (h) 2004 (i) 2002
5.00
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
Tahun pengamatan
UTARA
TENGAH
SELATAN
BARAT
TIMUR
Gambar 8 Fluktuasi temporal konsentrasi klorofil-a di Teluk Jakarta tahun 2002
2012
12
Analisa Temporal Konsentrasi Muatan Padatan Tersuspensi di Teluk
Jakarta Tahun 2002-2012
Analisa temporal konsentrasi muatan padatan tersuspensi dilakukan untuk
melihat fluktuasi yang terjadi selama rentang waktu 2002 sampai 2012 di Teluk
Jakarta. Pola distribusi muatan padatan tersuspensi di bagian utara relatif lebih
homogen dibandingkan dengan bagian selatan, timur, barat, dan tengah. Bagian
utara Teluk Jakarta, distribusi muatan padatan tersuspensi paling tinggi adalah
pada tahun 2006 dan terendah adalah pada tahun 2008 . Curah hujan pada tahun
2006 lebih tinggi dibandingkan dengan tahun 2008. Curah hujan yang tinggi akan
meningkatkan volume air sungai sehingga masukan material tersuspensi dari
daratan menuju laut lepas meningkat. Sedangkan pada tahun 2008, curah hujan
yang lebih rendah dari 20 mm membuat muatan padatan tersuspensi terakumulasi
di pesisir pantai.
Korelasi positif antara curah hujan dan angin juga mempengaruhi distribusi
muatan padatan tersuspensi di utara Teluk Jakarta. Curah hujan yang tinggi
sebanding dengan kekuatan angin yang tinggi pula. Sehingga menurut Siregar dan
Alan (2013), perairan Teluk Jakarta yang dipengaruhi oleh angin munson
mendukung hasil distribusi muatan padatan tersuspensi yang tinggi di utara.
Gambar 9 merupakan grafik curah hujan yang terjadi di Teluk Jakarta pada bulan
pengamatan tahun 2002-2012.
Curah Hujan (mm)
60
50
40
30
20
10
0
2002
2003
2004
2005
2006
2007 2008
Tahun
2009
2010
2011
2012
Gambar 9 Grafik Curah Hujan Bulan Pengamatan di Teluk Jakarta Tahun 20022012 (Sumber : ecmwf)
Curah hujan dan angin di wilayah tropis berkaitan dengan proses evaporasi
dan fluks paten dari lautan ke atmosfer (Raymond 2003). Fenomena pergerakan
awan di wilayah tropis dipengaruhi oleh kecepatan angin. Semakin cepat angin ratarata maka semakin tinggi curah hujan karena meningkatnya fluks panas laten
permukaan. Menurut Wati (2014) kecepatan angin yang semakin tinggi
meningkatkat proses evaporasi sehingga menstimulasi kejadian konveksi awan
yang semakin kuat. Grafik curah hujan yang terbentuk menunjukkan fluktuasi
setiap tahun nya.
Kondisi yang hampir sama terlihat pada wilayah pesisir Teluk Jakarta di
selatan. Pola distribusi tertinggi adalah pada tahun 2006 sedangkan terendah adalah
pada tahun 2010. Wilayah pesisir Teluk Jakarta yang dipengaruhi oleh 13 sungai
besar membuat material tersuspensi pada saat curah hujan tinggi memiliki
13
konsentrasi tinggi karena muatan padatan tersuspensi akan terakumulasi di pesisir
pantai. Curah hujan pada tahun 2006 sebesar 50 mm mempengaruhi sebaran
konsentrasi muatan padatan tersuspensi terdistribusi menuju laut.
Bagian timur Teluk Jakarta juga menunjukkan pola fluktuasi tahunan yang
sama dengan bagian utara dan selatan. Pola distribusi muatan padatan tersuspensi
tertinggi dibagian timur pada tahun 2006 sedangkan terendah adalah pada tahun
2002. Angin yang bertiup dari timur laut dan keluar ke barat saat musim timur
membuat distribusi muatan padatan tersuspensi terkonsentrasi di timur Teluk
Jakarta. Gambar xxx menunjukkan pola angina di Teluk Jakarta dalam bentuk
diagram mawar selama tahun 2002-2012. Teluk Jakarta merupakan wilayah
perairain di Laut Jawa dengan transport massa air yang dipengaruhi oleh angin
munson dan masukan nutrient dari daratan (Siregar dan Koropitan 2013). Angin
munson yang terjadi sepanjang tahun mengontrol musim timur dan musim barat di
Laut Jawa dan juga mempengaruhi sirkulasi aliran di permukaan laut (Illahude
1995). Gambar 10 menunjukkan pola angin di Teluk Jakarta dalam bentuk diagram
mawar selama tahun 2002-2012. Diagram mawar angin di wilayah barat pada tahun
2002-2012 menunjukkan bahwa angin dominan berhembus menuju barat dan timur
laut. Kondisi ini karena pada bulan Juni, Juli, dan Agustus yang merupakan bulan
pengamatan sedang mengalami musim timur. Kecepatan angin pada tahun 2002
sampai 2012 adalah 3.6 – 5.7 m/s.
(a)
(b)
(c)
(d)
Gambar 10 Diagram Mawar Angindi Teluk Jakarta tahun (a) 2002 (b) 2006 (c)
2010 dan (d) 2012
Curah hujan yang rendah pada tahun 2002 membuat konsentrasi muatan
padatan tersuspensi juga rendah di timur Teluk Jakarta karena tidak adanya
masukan air sungai menuju laut. Wilayah timur Teluk Jakarta merupakan wilayah
pelabuhan dan persawahan sehingga material yang terbawa dari daratan menuju
laut sangat dipengaruhi oleh curah hujan.
Pola distribusi muatan padatan tersuspensi di wilayah barat Teluk Jakarta
tertinggi pada tahun 2006 dan terendah pada tahun 2005. Curah hujan yang rendah
pada tahun 2005 pada bulan Juli juga sebanding dengan rendahnya kecepatan angin.
Kondisi demikian membuat arus yang bergerak ke barat saat musim timur tidak
14
signifikan berpengaruh terhadap disribusi muatan padatan tersuspensi. Kondisi
sebaliknya terjadi pada tahun 2006 dengan intesitas curah hujan yang tinggi dibulan
Juni. Wilayah barat merupakan arah keluar angin pada musim timur sehingga
konsentrasi muatan padatan tersuspensi tinggi saat curah hujan tinggi. Konsentrasi
muatan padatan tersuspensi di wilayah barat dan timur Teluk Jakarta merupakan
yang paling tinggi dengan tahun yang sama yaitu tahun 2006.
Wilayah pengamatan fluktuasi tahunan muatan padatan tersuspensi dibagi
kedalam 5 wilayah yaitu utara, tengah, timur, selatan, dan barat. Pola fluktuasi dari
semua tahun secara umum hampir sama. Konsentrasi meningkat dari tahun 2002
sampai 2006 dengan puncak konsentrasi tertinggi di tahun 2006. Selanjutnya
konsentrasi menurun 2008 dan meningkat kembali pada tahun 2009. Setelah tahun
2009 konsnetrasi muatan padatan tersuspensi terus mengalami penurunan hingga
tahun 2012
Analisa Temporal Konsentrasi Klorofil-a di Teluk Jakarta Tahun 2002-2012
Analisa temporal konsentrasi klorofil-a diperlukan untuk melihat fluktuasi
yang terjadi selama rentang waktu 2002 sampai 2012 di Teluk Jakarta. Bagian utara
Teluk Jakarta, pola distribusi klorofil-a tertinggi adalah pada tahun 2004 sedangkan
terendah adalah pada tahun 2011. Grafik fluktuasi temporal konsentrasi klorofil-a
di bagian utara Teluk Jakarta menunjukkan adanya lonjakan drastis pada tahun
2002 sampai 2004 dan penurunan pada tahun 2005-2012. Konsentrasi klorofil-a di
bagian utara juga merupakan yang tertinggi dibandingkan dengan bagian timur,
tengah, selatan, dan barat. Kondisi ini diduga akibat pengaruh musim timur pada
tahun 2004. Suhu permukaan laut secara umum tinggi pada musim timur dan rendah
pada musim barat (Nababan 2012). Konsentrasi klorofil-a pada tahun 2004
merupakan data yang diamati pada bulan Juli yang tingkat curah hujannya adalah
30 mm. Curah hujan yang relatif rendah pada bulan Juli diduga menyebkan
konsetrasi klorofil-a di bagian utara Teluk Jakarta tinggi.
Pola distribusi klorofil-a tertinggi di bagian selatan adalah pada tahun 2008
dan terendah adalah pada tahun 2006. Data yang diamati pada bagian selatan adalah
bulan Juli. Curah hujan pada tahun 2008 dibulan Juli merupakan yang paling rendah
yaitu dibawah 20 mm. Rendahnya curah hujan dibagian selatan yang merupakan
wilayah pesisir membuat nutrien terakumulai di wilayah pesisir sehingga
konsentrasi klorofil-a tinggi pada tahun ini. Sedangkan curah hujan pada tahun
2006 termasuk yang tertinggi bersama tahun 2011 sebesar 50 mm sehingga
konsentrasi klorofil-a diwilayah pesisir rendah karena nutrient terbawa oleh air
masukan dari sungai yang bermuara menuju laut lepas.
Pola distribusi tertinggi klorofil-a di bagian timur Teluk Jakarta adalah pada
tahun 2009 dan terendah adalah 1.22 mg/m3 pada tahun 2006. Data yang diamati
pada tahun 2009 adalah pada bulan Juli dengan curah hujan yang rendah yaitu 10
mm. Bagian timur yang merupakan wilayah muara gembong dengan aktifitas
pelabuhan yang tinggi dan wilayah persawahan membuat konsentrasi klorofil-a
terpusat di pesisir. Sedangkan tahun 2006 data yang diamati adalah bulan Juni
dengan curah hujan 50 mm. Curah hujan yang lebih tinggi pada tahun 2006
dibandingkan 2009 membuat klorofil-a terdistribusi menjauh dari pesisir menuju
laut lepas sehingga konsentrasi korofil-a di bagian timur pada tahun 2006 paling
rendah.
15
Pola distribusi tertinggi klorofil-a dibagian barat adalah pada tahun 2002
sedangkan yang terendah adalah pada tahun 2006. Data yang diamati pada tahun
2002 merupakan data pada bulan Agustus dengan curah hujan kurang dari 10 mm.
Bagian barat merupakan wilayah pelabuhan teluk merunda dan muara kamal.
Masukan sungai dan tingginya aktifitas pelabuhan membawa nutrient dan terpusat
di wilayah pesisir sehingga meningkatkan konsentrasi klorofil-a. Curah hujan yang
rendah pada tahun 2002 juga berbanding lurus dengan kecepatan angin yang
rendah. Kecepatan angin yang rendah membuat nutrient tidak terbawa ke laut lepas
dan terpusat diwilayah pesisir selatan Teluk Jawa. Data yang diamati pada tahun
2006 adalah data pada bulan Juni dengan curah hujan yang lebih tinggi dari tahun
2002 sebesar 50 mm. Curah hujan yang tinggi sebanding dengan kecepatan angin,
sehingga arus akan membawa nutrien di selatan Teluk Jakarta menjauh dari pesisir
menuju laut lepas sehingga konsentrasi klorofil-a rendah.
Gambar 11 merupakan pola pergerakan arus pada bulan Juli tahun 2009 di
Teluk Jakarta yang memperlihatkan pergerakan stick plot dari arah timur laut dan
keluar kearah barat.
Gambar 11 Pola Arus di Teluk Jakarta pada bulan Juli 2009 (Sumber : Koropitan
et. al., 2009)
Konsentrasi klorofil-a secara temporal di Teluk Jakarta yang diamati pada
5 wilayah yaitu utara, timur, tengah, selatan, dan barat secara umum memiliki pola
yang hampir sama untuk semua wilayah yang diamati. Konsentrasi klorofil-a
cenderung meningkat pada tahun 2004 dan menurun drastis pada tahun 2005
sampai tahun 2006. Konsentrasi klorofil-a kembali meningkat pada tahun 2007
sampai tahun 2009 dan menurun kembali pada tahun 2010 sampai tahun 2012.
16
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Distribusi spasial konsentrasi muatan padatan tersuspensi dan klorofil-a di
Teluk Jakarta wilayah selatan dan timur lebih tinggi dibandingkan dengan wilayah
utara dan barat. Fluktuasi temporal konsentrasi muatan padatan tersuspensi dan
klorofil-a pada tahun 2002 sampai 2012 menunjukkan pola yang sama dengan
konsentrasi yang lebih tinggi di wilayah selatan dan timur dibandingkan wilayah
utara dan barat. Korelasi antara data lapang dengan data citra dalam analisis
klorofil-a di Teluk Jakarta menggunakan algoritma Pentury dengan koefisien
korelasi (R)=0.50
Saran
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai kualitas perairan di Teluk
Jakarta pada musim barat, musim peralihan I dan II untuk melihat sebaran spasial
dan temporal sehingga informasi kajian terhadap suatu perairan lebih luas. Selain
itu perlu diperhatikan waktu pengambilan data lapang dengan waktu perekaman
yang sama dengan rekaman satelit terhadap wilayah yang dimati. Perairan Teluk
Jakarta sebagai perairan dengan tipe water case 2 juga menunjukkan kondisi yang
kompleks, karena itu diharapkan penelitian lebih lanjut terhadap algoritma dengan
tipe perairan water case 2 agar dapat digunakan dalam estimasi kualitas perairan
dengan hasil yang lebih baik.
17
DAFTAR PUSTAKA
Adkha, I. 1994. Penggunaan data citra satelit-TM hasil olahan digital untuk
pendugaan sebaran horizontal produktivitas primer di perairan Kabupaten
Subang, Jawa Barat [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Ambarwulan W. 2002. Mapping of total suspended matter concentration from
SPOT and LANDSAT TM satellite images for integrated coastal zone
management in Teluk Banten Indonesia. [tesis] International Institute for
Geo-Information Science and Earth Observation.
Asner GP, Warner.2003. Canopy shadow in IKONOS satelit observations of
tropicalforests and Savannas. Remote Sensing of Environment. 87: 521-533.
Budhiman, S. 2004. Mapping total suspended solid matter concentrationsfrom
multisensory satellite images in turbid tropical coastal waters of Mahakam
Delta, Indonesia. [disertasi]. ITC. Netherlands.
Blonski S, Holekamp K, Spiering BA. 2009. NASA satellite monitoring of water
clarity in mobile bay for nutrient criteria development.
BPLHD.2012. Badan Pengelolaan Lingkungan Hidup Daerah. Laporan Status
Lingkungan Hidup Daerah Provinsi Daerah Khusus Ibukota Jakarta Tahun
2012. Jakarta(ID):BPLHD.
Effendi. 2003. Telaah kualitas air: Bagi Pengelolaan Sumberdaya dan Lingkungan
Perairan. Yogyakarta (ID): Kanisius. 252 hlm.
Estuari Science. 2006. Produktivitas fitoplankton di Teluk Jakarta.
Gitelson A, Mayo M, Yacobi YZ, Avraham ZB. 1995. Chlorophyll distribution in
Lake Kinneret determined from LANDSAT TM data. International Journal
of Remote Sensing. 16(1):175:182.
Hadikusumah.2007. Variabilitas musiman arus di Teluk Jakarta. Lingkungan
Tropis. Ed Khusus 2007:305 – 309
Han L, Jordan KJ. 2005. Estimating and mapping chlorophyll-a concentration in
Pensacola Bay, Florida using Landsat ETM+ data. International Journal of
Remote Sensing. 26:5245-5254.
Hasyim, B. 1997. Optimasi penggunaan data inderaja dan system informasi
geografi untuk pengawasan kualitas lingkungan pantai akibat limbah industry.
Dewan Riset Nasional. (ID)
Hendiarti N, Suwarno, Aldrian E, Amri Y, Andiastuti S, Sachoemar SI, Wahyono.
2005. Seasonal variation of pelagic fish catch araound Java. Journal
Oceanography I. 18.
JICA. 1990. The study on urban drainage and waste water disposal project in city
of Jakarta.
Illahude., AG. 1980. Kondisi hidrologi perairan Teluk Jakarta 1975-1976. 9-14.
Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 51 Tahun 2004 Tentang Baku
Mutu Air Laut untuk Perairan Pelabuhan. (ID)
Koropitan AF, Ikeda M, Damar A, Yamanaka Y. 2009. Influence of physical
process on the ecosystem of Jakarta Bay: a coupled physical-ecosystem model
experiment. ICES Journal of Marine Science. 66:336-348.
[LEMIGAS]. Lembaga Minyak dan Gas. 1997. Evaluasi penginderaan jauh untuk
studi dasar lingkungan wilayah kerja Unocal Indonesia Company Kalimantan
Timur. Jakarta(ID):LEMIGAS.
18
Lu D, Mausel P, Brondizio E. 2002. Aboveground biomass estimation of
successional and mature forests using TM images in the Amazon Basin. New
York: Springer-Verlag.
Nababan. 2012. Variabilitas konsentrasi klorofil-a dan suhu permukaan laut di
perairan Natuna. Jurnal Ilmu dan Teknologi Kelautan Tropis. 4(1):121-134.
Parwaty E, Purwanto AD. 2014. Analisis algoritma ekstraksi informasi muatan
padatan tersuspensi menggunakan data LANDSAT-8 di perairan Berau.
Giobiofisik Penginderaan Jauh.
Pentury, R. 1997. Algoritma pendugaan konsentrasi klorofil-a di perairan Teluk
Ambon menggunakan citra Landsat TM [thesis]. Bogor (ID): Institut
Pertanian Bogor. Bogor.
Ray. 2013. Environmental monitoring of estuaries: estimating and mapping various
environmental indicators in Matla Estuarine complex using Landsat TM
digital data. International Journal of Geomatics and Geosciensces. 0976–
4380.
Robinson IS. 1985. Satellite oceanography an introduction for oceanographers and
remote sensing scientist. 445.
Rogan J, Chen D. 2004. Remote sensing technology for mapping and monitoring
land-cover and landuse change. Progress in Planning. 61:301-325.
Sachoemar, IS, Wahjono HD. 2007. Kondisi pencemaran lingkungan perairan di
teluk Jakarta. JAI. 3(1).
Sarjono. 2009. Analisis kandungan logam berat Cd, Pb, dan Hg pada air dan
sedimen di perairan Kamal Muara, Jakarta Utara [skripsi]. Bogor (ID): Institut
Pertanian Bogor.
Siregar V, Koropitan AF. 2013. Primary productivity of Jakarta Bay in a changing
environtment: anthropogenic and climate change impact. BIOTROPIA. 20(2):
89 – 103.
Tarigan, Edward MS. 2003. Kandungan total zat padat tersuspensi (total suspended
solid) di Perairan Raha,Sulawesi Tenggara. Makara, Sains. 7(3).
Tassan S. 1987. Evaluation of potential of thematic mapper for marine application.
International Journal of Geomatics and Geoscience. 8(10):1455-1478.
Turner. 2010. Remote sensing of chlorophyll-a concentrations to support the
Deschutes Basin lake and reservoir TMDLs.
Wati, Wigena AH. 2014. Seleksi prediktor data global climate model dengan teknik
singular value decompotition untuk prediksi curah hujan di Pantai Utara Jawa
Barat. Jurnal Meteorologidan Geofisika. 15(3):177-186.
Wouthuyzen. 2007. Pendeteksian dini kejadian marak alga (harmful algal
blooms/HAB) perairan Teluk Jakarta dan sekitarnya. Laporan Akhir Tahun.
P20-LIPI. Jakarta.
Yuliasari, Zainuri M, Sugianto DN. 2012. Kajian pola arus di pantai Marina Ancol
dan pengaruhnya terhadap rencana reklamasi. Oseanografi Marina. 1:1 – 9
19
LAMPIRAN
Lampiran 1 Data Fluktuasi Temporal Muatan Padatan Tersuspensi Tahun 20022012 (mg/l)
TAHUN
2012
2011
2010
2009
2008
2006
2005
2004
2002
UTARA
58.30
59.59
62.60
57.86
56.53
90.80
73.93
63.38
58.14
TENGAH
76.25
61.77
68.58
72.82
67.91
92.25
78.40
69.80
67.51
SELATAN
64.02
64.64
54.81
75.15
70.90
92.18
77.34
68.21
61.74
BARAT
77.32
58.22
67.33
75.03
69.49
93.32
70.42
TIMUR
75.12
79.63
73.70
77.32
72.07
95.93
83.67
78.00
68.02
Lampiran 2 Data Fluktuasi Temporal Klorofil-a Tahun 2002-2012 (mg/cm3)
TAHUN UTARA
TENGAH
SELATAN BARAT
TIMUR
2012
0.56
1.27
1.70
1.45
2.02
2011
0.40
0.70
1.81
1.32
1.92
2010
0.67
1.17
1.07
1.56
1.78
2009
1.30
1.57
2.26
1.58
2.47
2008
0.68
1.24
2.46
1.48
2.23
2006
0.93
1.02
1.05
1.06
1.22
2005
1.32
1.64
1.97
1.15
2.36
2004
4.16
2.83
2.34
1.69
1.65
2002
2.10
2.69
1.33
2.54
1.55
20
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Sibolga, 29 Desember 1993 dan merupakan anak
tunggal dari pasangan Ayah B. Butarbutar dan Ibu S. Sinurat. Pada tahun 20082011 penulis menyelesaikan pendidikan di SMA Swt. KATOLIK Sibolga
Pada tahun 2011 penulis diterima sebagai mahasiswa Institut Pertanian
Bogor (IPB) melalui jalur Undangan SNMPTN di Departemen Ilmu dan Teknologi
Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Selama kuliah di Institut
Pertanian Bogor penulis mendapatkan beasiswa dari Beasiswa Unggulan DIKTI
NON CIMB Niaga pada tahun 2011-2014. Penulis aktif dalam organisasi
Himpunan Mahasiswa Ilmu dan Teknologi Kelautan (HIMITEKA) tahun 20122014 sebagai Wakil Ketua I dan II. Penulis juga merupakan asisten dalam mata
kuilah Dasar-dasar Instrumentasi Kelautan dan Instrumentasi Kelautan pada tahun
2012-2013.
Untuk menyelesaikan studi di Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, penulis
melakukan penelitian dengan judul “ Analisis Spasial dan Temporal Kualitas
Perairan (Muatan Padatan Tersuspensi dan Klorofil-a) di Teluk Jakarta pada Tahun
2002-2012 Menggunakan Citra Satelit LANDSAT-7 ETM”
(MUATAN PADATAN TERSUSPENSI DAN KLOROFIL-A) DI TELUK
JAKARTA PADA TAHUN 2002-2012 MENGGUNAKAN CITRA
LANDSAT-7 ETM
JEFFRY INDO SONIAH BUTARBUTAR
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisa Spasial dan
Temporal Kualitas Perairan (Muatan Padatan Tersuspensi dan Klorofil-a) di Teluk
Jakarta pada Tahun 2002-2012 Menggunakan Citra Satelit LANDSAT-7 ETM
adalah benar karya saya denganarahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan
dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang
berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, September 2015
Jeffry Indo Soniah Butarbutar
NIM C5410001
2
ABSTRAK
JEFFRY INDO SONIAH BUTARBUTAR. Analisis Spasial dan Temporal
Kualitas Perairan (Muatan Padatan Tersuspensi dan Klorofil-a) di Teluk Jakarta
pada Tahun 2002-2012 menggunakan Citra Satelit LANDSAT-7 ETM. Dibimbing
oleh VINCENTIUS P SIREGAR dan SETYO BUDI SUSILO
Muatan padatan tersuspensi dan klorofil-a merupakan parameter kualitas
perairan yang dapat dikaji dengan metode penginderaan jauh. Tujuan penelitian ini
adalah untuk menganalisis kualitas perairan (muatan padatan tersuspensi dan
klorofil-a) secara spasial dan temporal di Teluk Jakarta menggunakan citra satelit
LANDSAT-7 ETM dari tahun 2002 sampai 2012. Sampel muatan padatan
tersuspensi dan klorofil-a diambil dari 20 stasiun pada bulan Juli 2012. Selanjutnya
dilakukan analisis spasial dan temporal melalui citra satelit dari tahun 2002 sampai
2012. Algoritma yang digunakan dalam estimasi konsentrasi muatan padatan
tersuspensi adalah algoritma Tassan sedangkan untuk klorofil-a menggunkan
algoritma Pentury. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa distribusi spasial
konsenetrasi muiatan padatan tersuspensi dan klorofil-a lebih tinggi di wilayah
selatan dan timur dibandingkan dengan wilayah utara dan barat dari tahun 2002
sampai 2012.
Kata kunci:Teluk Jakarta, Muatan padatan tersuspensi, Klorofil-a, Tassan,
Pentury,LANDSAT-7 ETM
ABSTRACT
JEFFRY INDO SONIAH BUTARBUTAR. Spatially and Temporally Water
Quality Analytic (Total Suspended Solid and Chlorophyll-a) in Jakarta Bay during
2002-2012 using LANDSAT-7 ETM satelite imagery. Supervised by
VINCENTIUS P SIREGAR and SETYO BUDI SUSILO
Total suspended solid and chlorophyll-a are water quality parameter which
can be studied using remote sensing method. The purpose of this study was to
analyzing spatially and temporally water quality (total suspended solid and
chlorophyll-a) in Jakarta Bay during 2002-2012 using LANDSAT-7 ETM satelite
imageries. In situ measurement of total suspended solid and chlorophyll-a sample
is taken from 20 station in July 2012. Analysis of spatial and temporal distribution
of the water quality parameters is then done using the satellite imageries.
Algorithms used in the analysis are the Tassan for total suspended solid
concentration and the Pentury algorithm for chlorophyll-a concentration. The result
of this study shows that the concentrations of the total suspended solid and
chlorophyll-a tend to be higher in southern and eastern parts of the bay rather then
other parts of the bay during the period of 2002-2012.
Keywords:Jakarta Bay, Total suspended solid, Chlorophyll-a, Tassan, Pentury,
LANDSAT-7 ETM
ANALISIS SPASIAL DAN TEMPORAL KUALITAS PERAIRAN
(MUATAN PADATAN TERSUSPENSI DAN KLOROFIL-A) DI TELUK
JAKARTA PADA TAHUN 2002-2012 MENGGUNAKAN CITRA
LANDSAT-7 ETM
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SarjanaIlmu Kelautan
pada
Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
6
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala
karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian hingga penyusunan
skripsi dengan lancar. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak
bulan Maret 2014 ini ialah logam berat, dengan judul Analisa Spasial dan Temporal
Kualitas Perairan (Muatan Padatan Tersuspensi dan Klorofil-a) di Teluk Jakarta
pada Tahun 2002-2012 Menggunakan Citra Satelit LANDSAT-7 ETM.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. Vincentius P Siregar,
DEA selaku pembimbingI, Prof. Dr. Ir. Setyo Budi Susilo, M.Sc selaku
pembimbing II, dan Dr. Ir. Jhonson Lumban Gaol, M.Si selaku dosen penguji yang
telah banyak memberikan bimbingan dan saran. Disamping itu, penulis sampaikan
terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak dan Ibu yang tak henti-hentinya
memberikan motivasi, semangat dan doa selama menempuh pendidikan di
IPB.Terima kasih juga penulis ucapkan kepada semua pihak yang turut membantu
dalam pelaksanaan kegiatan penelitian.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan sehingga
segala bentuk kritik dan saran penulis harapkan untuk menjadi bahan evaluasi diri.
Semoga skripsi ini bermanfaat.
Bogor, September 2015
Jeffry Indo Soniah Butarbutar
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
8
DAFTAR TABEL
8
DAFTAR LAMPIRAN
8
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
2
METODE
2
Waktu dan Tempat
2
Alat dan Bahan
3
Prosedur Pengolahan Data
4
HASIL DAN PEMBAHASAN
6
Penetapan Algoritma Muatan Padatan Tersuspensi
6
Penetapan Algoritma Klorofil-a
6
Sebaran Spasial Konsentrasi Muatan Padatan Tersuspensi di Teluk
Jakarta Tahun 2002-2012
8
Sebaran Spasial Konsentrasi Klorofil-a di Teluk Jakarta Tahun
2002-2012
10
Analisa Temporal Konsentrasi Muatan Padatan Tersuspensi di
Teluk Jakarta Tahun 2002-2012
12
Analisa Temporal Konsentrasi Klorofil-a di Teluk Jakarta Tahun
2002-2012
14
SIMPULAN DAN SARAN
16
Simpulan
16
Saran
16
DAFTAR PUSTAKA
17
LAMPIRAN
19
RIWAYAT HIDUP
8
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Peta lokasi penelitian dan pengambilan kualitas air di perairan
Teluk Jakarta, DKI Jakarta
Diagram alir pengolahan data kualitas perairan Teluk Jakart
Lokasi 5 wilayah Utara, Timur, Selatan, Barat dan Tengah
Perairan Teluk Jakarta dalam analisa temporal MPT dan
Klorofil-a
Grafik hubungan nilai konsentrasi klorofil-a yang diestimasi
menggunakan algoritma Pentury dengan hasil pengukuran
insitu
Sebaran Spasial Konsentrasi Muatan Padatan Tersuspensi di
Teluk Jakarta Tahun (a) 2012 (b) 2011 (c) 2010 (d) 2009 (e)
2008 (f) 2006 (g) 2005 (h) 2004 (i) 2002
Fluktuasi temporal konsentrasi muatan padatan tersuspensi di
Teluk Jakarta tahun 2002-2012
Sebaran Spasial Konsentrasi Muatan Padatan Tersuspensi di
Teluk Jakarta Tahun (a) 2012 (b) 2011 (c) 2010 (d) 2009 (e)
2008 (f) 2006 (g) 2005 (h) 2004 (i) 2002
Fluktuasi temporal konsentrasi klorofil-a di Teluk Jakarta
tahun 2002
Grafik Curah Hujan Bulan Pengamatan di Teluk Jakarta
Tahun 2002-2012 (Sumber : ecmwf)
Diagram Mawar Angindi Teluk Jakarta tahun (a) 2002 (b)
2006 (c) 2010 dan (d) 2012
Pola Arus di Teluk Jakarta pada bulan Juli 2009 (Sumber :
Koropitan et. al., 2009)
2
4
5
7
9
9
11
11
12
13
15
DAFTAR TABEL
1
2
3
Tanggal Akuisisi Citra LANDSAT-7 ETM tahun 2002-2012
Data Lapang Kualitas Perairan Klorofil-a di Teluk Jakarta 914 Juli 2012
Hubungan nilai konsentrasi klorofil-a dengan nilai konsentrasi
citra LANDSAT-7 ETM tahun 2012
3
3
6
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
Data Fluktuasi Temporal Muatan Padatan Tersuspensi Tahun
2002-2012 (mg/l)
Data Fluktuasi Temporal Klorofil-a Tahun 2002-2012
(mg/cm3)
19
19
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Teluk Jakarta adalah teluk terbuka yang berada di pantai utara Pulau Jawa.
Teluk Jakarta memiliki kedalaman rata-rata 8.4 meter dan luasan area sekitar 285
km2. Perairan teluk sangat dipengaruhi oleh masukan air sungai yang berada di
sekitarnya (Santoso 2005). Teluk Jakarta dialiri oleh 13 sungai yang berpotensi
besar dalam menampung masukan nutrien yang dibawa oleh aliran sungai. Apabila
masukan nutrien ini tidak diawasi dengan baik, maka dapat berpotensi
mengakibatkan terjadinya penurunan kualitas perairan teluk atau wilayah pesisir.
Kualitas air laut di Teluk Jakarta mengalami penurunan dari tahun 2009
hingga 2012. Persentase indeks pencemar pada tahun 2012 mencapai 32% untuk
kategori tercemar sedang dan 18% untuk kategori tercemar berat (BPLHD 2012).
Bermuaranya 13 sungai ke Teluk Jakarta telah membawa bahan pencemar yang
menyebabkan kondisi eutrofikasi. Kondisi ini sangat potensial dalam menyebkan
terjadinya marak alga (blooming algae). Dampak penurunan kualitas perairan
Teluk Jakarta sudah mencapai jarak 50 km menuju Perairan Kepulauan Seribu
(Sachoemar dan Wahjono 2007).
Penurunan kualisas perairan dapat menimbulkan dampak negatif bagi
kelestarian suatu ekosistem. Kandungan nutrien di perairan pesisir dapat dikaji
berdasarkan kadar konsentrasi klorofil-a dan muatan padatan tersuspensi (Blonski
2009). Klorofil-a merupakan parameter kualitas perairan yang penting dikaji karena
dapat dikembangkan sebagai sistem peringatan dini terhadap marak alga (blooming
algae).Peringatan dini blooming algae dikelompokkan dalam 3 kondisi yakni
kondisi aman dengan konsentrasi klorofil-a > 5 mg/m3, siaga dengan konsentrasi
klorofil-a 5-10 mg/m3, dan bahaya dengan konsentarsi klorofil-a >10 mg/m3
(Wouthuyzen2006).
Selain klorofil-a, parameter kualitas perairan lainnya adalah muatan padatan
tersuspensi. Muatan padatan tersuspensi penting untuk dikaji karena konsentrasi
yang tinggi akan menghambat penetrasi cahaya di perairan dan proses fotosintesis
terganggu (Effendi 2000). Kadar kosentasi muatan padatan tersuspensi di perairan
dipengaruhi oleh masukan dari darat melalui aliran sungai dan resuspensi akibat
pengikisan (Tarigan 2003). Kadar konsentrasi Nilai Ambang Batas berdasarkan
KLH untuk kepentingan perikanan dan taman laut konservasi yaitu < 80 ppm (KLH
1998).
Salah satu metode yang dapat digunakan dalam analisa kualitas perairan
adalah dengan metode penginderaan jauh. Metode penginderaan jauh dapat
mengkaji parameter klorofil-a dan muatan padatan tersuspensi secara spasial dan
temporal. Klorofil-a di suatu perairan dapat diestimasi dengan panjang gelombang
443-488 nm karena dapat mengabsorbsi sinar biru dan 515-600 nm karena dapat
mereflektansikan sinar hijau (Blonski 2009). Sedangkan muatan padatan
tersuspensi diperairan dapat diestimasi dengan panjang gelombang 560-590 nm
(Gitelson et al. 1993).
Salah satu satelit yang dapat digunakan dalam analisia kualitas perairan
adalah satelit LANDSAT. Citra satelit LANDSAT yang digunakan dalam
menentukan kualitas suatu perairan adalah citra satelit LANDSAT-7 ETM dengan
2
8 kanal sebagai saluran spektral. Masing-masing kanal memiliki panjang
gelombang dan karateristik berbeda. Hubungan antara nilai reflektansi pada sensor
dengan nilai konsentrasi parameter perairan didasarkan pada prinsip cahaya yang
dipantulkan kembali oleh permukaan perairan atau disebut sebagai inherent optical
properties (IOP) yang digunakan dalam menentukan remote sensing reflectance
(Rrs) (Budhiman 2012).
Kualitas perairan akan menurun apabila tidak dilakukan pengawasan secara
baik, yang dampaknya adalah menurunnya produktivitas primer, pencemaran, dan
rusak nya ekosistem. Oleh karena itu penelitian terhadap analisis kualitas perairan
(muatan padatan tersuspensi dan klorofil-a) menggunakan citra satelit LANDSAT7 ETM diperlukan untuk memberikan informasi mengenai kondisi perairan teluk
Jakarta.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk melihat distribusi perubahan konsentrasi
kualitas perairan (muatan padatan tersuspensi dan klorofil-a) secara spasial dan
temporal di Teluk Jakarta pada tahun 2002 sampai 2012 dengan menggunakan citra
satelit LANDSAT-7 ETM.
METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan pada bulan Maret-April 2014. Kegiatan
pengolahandata dilakukan di Laboratorium Penginderaan Jauh, Departemen Ilmu
dan Teknologi Kelautan, Insititut Pertanian Bogor. Lokasi penelitian adalah
perairan Teluk Jakarta dengan titik pengambilan sampel sebanyak 20 pada Gambar
1. Sampel kualitas perairan diambil oleh dua lembaga yaitu LIPI dan SEAMEO
BIOTROP.
Gambar 1 Peta lokasi penelitian dan pengambilan kualitas air di perairan Teluk
Jakarta, DKI Jakarta
3
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah Laptop, perangkat lunak ER
Mapper 6.4, ArcView 10.0, Surfer 9, dan Frame and fill. Bahan yang digunakan
dalam penilitian ini adalah citra LANDSAT-7 ETM sebanyak 9 buah pada Tabel 1
dan data lapang kualitas perairan klorofil-a tanggal 9-14 Juli 2012 pada Tabel 2.
Tabel 1 Tanggal Akuisisi Citra LANDSAT-7 ETM tahun 2002-2012
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Tanggal Akuisisi
3 Agustus 2002
5 Juli 2004
26 Juni 2005
27 Juni 2006
18 Juli 2008
21 Juli 2009
22 Juni2010
28 Agustus 2011
29 Juli 2012
Tabel 2 Data Lapang Kualitas Perairan Klorofil-a di Teluk Jakarta 9-14 Juli 2012
SITE
Date
Time
Stasiun 1
Stasiun 2
Stasiun 3
Stasiun 4
Stasiun 5
Stasiun 6
Stasiun 7
Stasiun 8
Stasiun 9
Stasiun 10
Stasiun 11
Stasiun 12
Stasiun 13
Stasiun 14
Stasiun 15
Stasiun 16
Stasiun 17
Stasiun 18
Stasiun 19
Stasiun 20
7/10/2012
7/10/2012
7/10/2012
7/10/2012
7/10/2012
7/10/2012
7/11/2012
7/11/2012
7/11/2012
7/11/2012
7/11/2012
7/11/2012
7/11/2012
7/11/2012
7/12/2012
7/12/2012
7/12/2012
7/12/2012
7/12/2012
7/12/2012
9:47:35
10:36:18
11:42:30
12:30:23
13:10:22
14:53:12
9:15:42
10:12:26
11:09:45
12:25:35
13:09:21
15:02:34
15:35:34
16:26:20
9:19:59
9:47:59
10:19:06
11:17:22
12:26:50
13:16:25
Latitude
-5.92313
-5.95564
-6.01385
-6.05104
-6.0748
-6.02603
-5.9651
-5.96622
-5.99323
-6.07328
-6.09141
-6.11046
-6.08226
-6.03798
-6.09877
-6.08678
-6.05337
-6.00182
-6.01542
-5.97949
Longitude
106.923106
106.943536
106.957496
106.96869
106.967658
106.867907
106.804218
106.85308
106.861206
106.874446
106.9065
106.826641
106.822766
106.816555
106.782409
106.77219
106.760115
106.808915
106.750428
106.739416
Klorofil-a
(mg/m3)
1.07
1.93
4.31
1.76
1.88
0.78
0.93
1.42
1.80
5.72
15.74
3.86
1.37
1.30
7.11
4.48
3.97
1.44
3.77
3.06
4
Prosedur Pengolahan Data
Pengolahan data terdiri tiga bagian : pengolahan data satelit, penetapan
algoritma, dan pengolahan data sebaran spasial dan temporal. Proses pengolahan
data digambarkan dalam diagram alir pada Gambar 2.
Pengolahan Data Satelit
Citra satelit diolah dengan menggunakan citra LANDSAT-7 ETM path 122
row
64
yang
diperoleh
melalui
pengunduhan
pada
situs
www.earthexplorer.usgs.gov. Data citra LANDSAT-7 ETM mengalami kerusakan
sensor pada tahun 2004 sehingga terdapat wilayah kosong dengan garis hitam
melintang pada citra. Proses penambalan (gap fill)dilakukan untuk menutup
wilayah kosong agar dapat digunakan dalam proses analisis.Setelah proses gap fill
selesai, langkah selanjutnya adalah pemotongan (croping) untuk membatasi
wilayah kerja sesuai dengan posisi penelitian pada citra LANDSAT-7 ETM.
Sebelum citra dianalisis dengan algoritma yang dipilih, dilakukan proses koreksi
geomterik dan radiometric untuk mengurangi kesalahan yang timbul pada saat
perekaman yang diakibatkan oleh pengaruh perputaran bumi dan mengurangi
kesalahan radiasi elektromagnetik dan interaksi atmosfer.
Gambar 2 Diagram alir pengolahan data kualitas perairan Teluk Jakart
5
Penetapan Algoritma
Algoritma yang digunakan untuk ekstraksi kualitas perairan ditetapkan
dengan mencoba beberapa algoritma yang sudah ada yaitu Ambarwulan, Lemigas,
Robinson, dan Tassan untuk muatan padatan tersuspensi dan Pentury, Wouthuyzen,
Hasyim, Berau, dan Adkha untuk klorofl-a. Algoritma ditetapkan berdasarkan hasil
variabel terikat (Y) dengan variabel bebas (X). Variabel terikat (Y) adalah muatan
padatan tersuspensi sedangkan variabel bebas (X) adalah citra dengan model
persamaan Y= ax+b. Keeratan hubungan dilihat melalui nilai R, jika mendekati
positif 1 hal ini menunjukkan hubungan antar variabel yang kuat sedangkan jika
mendekati 0 maka hubungan antar variabel sangat lemah.
Gambar 3 Lokasi 5 wilayah Utara, Timur, Selatan, Barat dan Tengah Perairan
Teluk Jakarta dalam analisa temporal MPT dan Klorofil-a
Pengolahan Data Sebaran Temporal
Analisis temporal terhadap kedua parameter dilakukan dengan penentuan
titik mewakili 5 wilayah Perairan Teluk Jakarta yaitu Utara, Tengah, Selatan, Barat,
dan Timur. Total titik untuk masing masing wilayah adalah sebanyak 5 titik. Kelima
titik yang dipilih kemudian dihitung nilai rata-rata untuk setiap tahun nya. Grafik
pola distribusi yang terbentuk selama tahun 2002-2012 untuk masing-masing
parameter kemudian dianalisis perubahan nya berdasarkan kaitan dengan
fenomena-fenomena oceanografi yang terjadi.
6
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penetapan Algoritma Muatan Padatan Tersuspensi
Algoritma yang digunakan dalam analisis muatan padatan tersuspensi
ditentukan berdasarkan grafik hubungan antara data in situ dengan data citra.
Penentuan mengacu pada 4 algoritma yaitu Ambarwulan, Lemigas, Robinson, dan
Tassan.. Algoritma yang dipilih untuk analisis muatan padatan tersuspensi pada
citra LANDSAT-7 ETM tahun 2002 sampai 2012 adalah algoritma Tassan dengan
persamaan:
TSS(mg/l) = 2.55+1.732*Log(ETM2)
(3)
Keterangan:
TSS(mg/l)=Konsentrasi Muatan Padatan Tersuspensi(mg/l)
Kanal 1 = Nilai radian pada kanal 1 LANDSAT-7 ETM
Kanal 2 = Nilai radian pada kanal 2 LANDSAT-7 ETM
Penetapan Algoritma Klorofil-a
Algoritma yang digunakan dalam analisis klorofil-a juga ditentukan
berdasarkan grafik hubungan antara konsentrasi data lapang dengan data citra.
Penentuan mengacu pada 5 algoritma yaitu Pentury, Sam Wouthhuyzen, Hasyim,
Delta Mahakam, dan Adkha. Algoritma yang dipilih adalah algoritma dengan nilai
koefisien korelasi paling besar yang menunjukan keeratan hubungan antara
konsentrasi data insitu dengan konsentrasi citra.
Tabel 3 Hubungan nilai konsentrasi klorofil-a dengan nilai konsentrasi citra
LANDSAT-7 ETM tahun 2012
No Algoritma
Persamaan
Pentury
y = 1.51x + 0.0223
1
C(mg/m3)=2.387x(ETM2/ETM1)-0.467
Sam Wouthhuyzen
y = 0.6377x - 1.715
2
C(mg/m3)=10.59x(TM2/TM1)-2.355
Hasyim
y = -0.0312x + 3.2353
3
C(mg/m3)=17.1342+15.2587x(ETM3/ET4)
R
0.50
Delta Mahakam-Berau
y = 9.6816x + 1.4456
C(mg/m3)=0.2154-0.639xlog(ETM1/ETM2)
Adkha
y = -0.4804x + 7.823
C(mg/m3)=8.6548663+0.12856666(ETM1ETM5)+0.258411(ETM3/ETM4)
0.44
4
5
0.44
0.11
0.25
7
Algoritma yang dipilih untuk analisis klorofil-a pada citra LANDSAT-7
ETM tahun 2002 sampai 2012 adalah algoritma Pentury dengan persamaan:
C(mg/m3)=2.387(Kanal2/Kanal1)-0.467
(4)
Keterangan:
C(mg/m3)= Konsentrasi Klorofil (mg/m3)
Kanal1= Nilai radian pada Kanal1 LANDSAT-7 ETM
Kanal2= Nilai radian pada Kanal2 LANDSAT-7 ETM
Grafik hubungan korelasi antara konsentrasi klorofil-a data insitu dan data
citra LANDSAT-7 ETM yang menunjukkan hubungan keeratan ditunjukkan
sebagai berikut
Konsentrasi Klorofil-a
Insitu(mg/m3)
7
y = 1.51x + 0.0223
R² = 0.2282
6
5
4
3
2
1
0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
Konsentrasi Klorofil-a Citra (mg/m3)
Gambar 4 Grafik hubungan nilai konsentrasi klorofil-a yang diestimasi
menggunakan algoritma Pentury dengan hasil pengukuran insitu
Grafik hubungan keeratan konsentrasi klorofil-a data insitu dengan data citra
LANDSAT-7 ETM 2012 menggunakan algoritma Pentury menunjukkan nilai
koeefisien korelasi paling tinggi yaitu R = 0.50 di bandingkan algoritma Sam
sebesar R = 0.44, algoritma Hasyim sebesar R = 0.11, algoritma Delta Mahakam
sebesar R = 0.44 dan algoritma Adkha sebesar R = 0.25. Nilai koesfisien korelasi
algoritma Pentury sebesar 0.50 menunjukkan korelasi yang cukup erat dan dapat
digunakan sebagai algoritma dalam analisis klorofil-a di Teluk Jakarta. Algoritma
Pentury yang digunakan dalam analasisi klorofil-a di Teluk Jakarta menggunakan
perbandingan kanal 1 dan kanal 2. Menurut (Rogan dan Chen 2004) analisis
terhadap konsentrasi klorofil-a di perairan hanya menggunakan kanal 1 -4 dengan
panjang gelombang 0.45–0.52 μm, 0.52–0.60 μm, 0.63–0.69 μm dan 0.76–0.90 μm.
Kombinasi terbaik dalam estimasi klorofil-a di perairan dapat menggunakan kombinasi
rasio kanal 1 dan kanal 3 serta kanal 1 dan kanal 2 (Han dan Jordan 2005).
8
Sebaran Spasial Konsentrasi Muatan Padatan Tersuspensi di Teluk Jakarta
Tahun 2002-2012
Muatan padatan tersuspensi di Teluk Jakarta yang diolah dengan citra satelit
LANDSAT-7 ETM pada Gambar 5 dan 6 menunjukkan pola sebaran spasial pada
tahun 2002-2012. Sebaran spasial konsentrasi muatan padatan tersuspensi
menunjukkan perubahan distribusi konsentrasi dari tahun 2002 hingga 2012.
Nilai dari konsentrasi muatan padatan tersuspensi yang diekstrak dapat
dilihat pada Lampiran 1. Berdasarkan gambar 5 dan 6, secara umum distribusi
konsentrasi muatan padatan tersuspensi di Teluk Jakarta menyebar hampir di
seluruh wilayah perairan Teluk Jakarta.
Distribusi muatan padatan tersuspensi di wilayah selatan lebih tinggi
dibandingkan dengan wilayah utara Teluk Jakarta. Konsentrasi muatan padatan
tersuspensi di wilayah pesisir seperti kecamatan Penjaringan, Muara Kamal, Kamal
Dadap dan Teluk Naga memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan wilayah
perairan kepulauan seribu. Perairan Muara Kamal merupakan perairan dengan
tingkat aktifitas pelabuhan yang tinggi. Pengaruh terhadap konsentrasi muatan
padatan tersuspensi adalah tingginya aktifitas transportasi laut yang menyebabkan
pengadukan sedimen dasar perairan. Pengadukan sedimen terjadi di wilayah mulut
sungai sehingga nilai konsentrasi muatan padatan tersuspensi di wilayah selatan
tinggi (Sarjono 2009). Wilayah pesisir Teluk Jakarta juga dipengaruhi oleh 13
sungai yang mengalir menuju teluk dan membawa masukan dari daratan. Curah
hujan pada bulan pengamatan yang rendah juga membuat distribusi dari konsentrasi
muatan padatan tersuspensi terpusat diwilayah pesisir dan tidak terdorong menuju
perairan Keplulauan Seribu.
Distribusi konsentrasi muatan padatan tersuspensi di wilayah timur secara
umum lebih tinggi dibandingkan dengan wilayah barat. Wilayah timur Teluk
Jakarta merupakan wilayah pesisir Muara Gombong dan pelabuhan Tanjung Priok.
Perairan Muara Gembong merupakan wilayah perairan yang berada di sekitar
lokasi industri. Kondisi ini membuat perairan Muara Gembong menerima tekanan
limbah yang tinggi. Pengerukan kolam pelabuhan Tanjung Priok dan Muara
Gembong juga membawa endapan sedimen dan nutrient ke perairan Teluk Jakarta.
Perairan Muara Gembong juga aktif sebagai wilayah dumping site atau muara akhir
dari pembuangan hasil pengerukan kolam pelabuhan Tanjung Priok.
Wilayah timur Teluk Jakarta dengan tinggi nya aktifitas pelabuhan membuat
sungai yang berada di wilayah tersebut mengalami pendangkalan. Pendangkalan
tersebut mengakibatkan terjadinya proses pengadukan sedimen yang berperan
dalam penumpukan sedimen. Perairan yang mengalami pendangkalan
menyebabkan arus yang masuk kearah hulu sungai tertahan sehingga sedimen yang
telah mengendap teraduk kembali ke permukaan. Kondisi ini membuat konsentrasi
muatan padatan tersuspensi tinggi.
9
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(i)
Gambar 5 Sebaran Spasial Konsentrasi Muatan Padatan Tersuspensi di Teluk
Jakarta Tahun (a) 2012 (b) 2011 (c) 2010 (d) 2009 (e) 2008 (f) 2006 (g)
2005 (h) 2004 (i) 2002
MPT Insitu(g/l)
120.00
100.00
80.00
60.00
40.00
20.00
0.00
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
Tahun Pengamatan
UTARA
TENGAH
SELATAN
BARAT
TIMUR
Gambar 6 Fluktuasi temporal konsentrasi muatan padatan tersuspensi di Teluk
Jakarta tahun 2002-2012
10
Sebaran Spasial Konsentrasi Klorofil-a di Teluk Jakarta Tahun 2002-2012
Sebaran spasial konsentrasi klorofil-a di Teluk Jakarta yang diolah dengan
menggunakan citra satelit LANDSAT-7 ETM pada tahun 2002 -2012 disajikan
pada Gambar 7 dan 8. Nilai dari konsentrasi klorofil-a yang diekstrak dapat dilihat
pada Lampiran 2.
Distribusi kkorofil-a pada wilayah selatan menunjukkan konsentrasi yang
lebih tinggi dibandingkan dengan wilayah utara Teluk Jakarta. Tingginya
konsentrasi di wilayah selatan dibandingkan wilayah utara dipengaruhi oleh
ketersediaan nutrien, sinar matahari, pengadukan air, dan suhu (Estuari Sciense
2006). Selain itu konsentrasi klorofil-a di pesisir juga dipengaruhi oleh sedimentasi
dan sungai-sungai dari darat ataupun masukan dari laut terbuka (Turner 2010).
Pelabuhan Kayu Marunda dan Muara Kamal merupakan wilayah perairan dengan
aktivitas pelabuhan yang tinggi. Kegiatan dari nelayan di sekitar pelabuhan Kayu
Marunda dan Muara Kamal menyumbang nutrien ke perairan sehingga
meningkatkan konsentrasi di wilayah ini.
Selain itu pengadukan sedimen akibat kegiatan keluar dan masuknya kapal
juga mempengaruhi sumbangan nutrien pada wilayah selatan Teluk Jakarta. Pesisir
Teluk Jakarta juga merupakan wilayah yang padat pemukiman penduduk. Limbah
cair domestik yang dihasilkan dari kegiatan rumah tangga masyarakat menjadi
penyebab terbesar terjadinya pencemaran di wilayah perairan Teluk Jakarta (JICA
1990). Padatnya pemukiman penduduk juga menyumbang nutrien ke perairan yang
meningkatkan konsentrasi klorofil di pesisir Teluk Jakarta
Distribusi konsentrasi klorofil-a di wilayah timur juga lebih tinggi
dibandingkan wilayah barat. Kondisi ini disebabkan pada bulan pengamatan yaitu
bulan Juli perairan utara pulau Jawa sedang mengalami musim timur dengan
pergerakan angin dari timur menuju barat. Pergerakan angin 3.6 -5.7 m/s akan
membentuk pola yang sama terhadap arus sehingga distribusi konsentrasi klorofila di wilayah timur lebih tinggi dibandingkan dengan wilayah barat. Arus
merupakan parameter dalam proses sedimentasi dan nutrien di wilayah pesisir dari
teluk menuju laut lepas. Pergerakan arus yang terbentuk di Teluk Jakarta
memperlihatkan pola yang kompleks dan lebih banyak dipengaruhi oleh angin dan
merupakan resultan dari beberapa jenis arus (Yuliasari 2012).Menururt
Hadikusumah (2007) pada penelitian yang dilakukan di Teluk Jakarta, kecepatan
arus yang dipengaruhi oleh musim timur pada bulan Juni adalah 0.3-53 cm/det.
Selain itu pada bulan-bulan pengamatan curah hujan relatif rendah sehingga
masukan yang dibawa oleh sungai-sungai di Provinsi DKI Jakarta tidak terdistribusi
ke wilayah Teluk Jakarta sehingga tidak ada aliran menuju laut lepas dan
konsentrasi klorofil-a hanya terdistribusi di wilayah pesisir.
11
(a)
(b)
(d)
(e)
(g)
(c)
(f)
(h)
(i)
Konsentrasi klorofil-a
(mg/m3)
Gambar 7 Sebaran Spasial Klorofil-a di Teluk Jakarta Tahun (a) 2012 (b) 2011 (c)
2010 (d) 2009 (e) 2008 (f) 2006 (g) 2005 (h) 2004 (i) 2002
5.00
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
Tahun pengamatan
UTARA
TENGAH
SELATAN
BARAT
TIMUR
Gambar 8 Fluktuasi temporal konsentrasi klorofil-a di Teluk Jakarta tahun 2002
2012
12
Analisa Temporal Konsentrasi Muatan Padatan Tersuspensi di Teluk
Jakarta Tahun 2002-2012
Analisa temporal konsentrasi muatan padatan tersuspensi dilakukan untuk
melihat fluktuasi yang terjadi selama rentang waktu 2002 sampai 2012 di Teluk
Jakarta. Pola distribusi muatan padatan tersuspensi di bagian utara relatif lebih
homogen dibandingkan dengan bagian selatan, timur, barat, dan tengah. Bagian
utara Teluk Jakarta, distribusi muatan padatan tersuspensi paling tinggi adalah
pada tahun 2006 dan terendah adalah pada tahun 2008 . Curah hujan pada tahun
2006 lebih tinggi dibandingkan dengan tahun 2008. Curah hujan yang tinggi akan
meningkatkan volume air sungai sehingga masukan material tersuspensi dari
daratan menuju laut lepas meningkat. Sedangkan pada tahun 2008, curah hujan
yang lebih rendah dari 20 mm membuat muatan padatan tersuspensi terakumulasi
di pesisir pantai.
Korelasi positif antara curah hujan dan angin juga mempengaruhi distribusi
muatan padatan tersuspensi di utara Teluk Jakarta. Curah hujan yang tinggi
sebanding dengan kekuatan angin yang tinggi pula. Sehingga menurut Siregar dan
Alan (2013), perairan Teluk Jakarta yang dipengaruhi oleh angin munson
mendukung hasil distribusi muatan padatan tersuspensi yang tinggi di utara.
Gambar 9 merupakan grafik curah hujan yang terjadi di Teluk Jakarta pada bulan
pengamatan tahun 2002-2012.
Curah Hujan (mm)
60
50
40
30
20
10
0
2002
2003
2004
2005
2006
2007 2008
Tahun
2009
2010
2011
2012
Gambar 9 Grafik Curah Hujan Bulan Pengamatan di Teluk Jakarta Tahun 20022012 (Sumber : ecmwf)
Curah hujan dan angin di wilayah tropis berkaitan dengan proses evaporasi
dan fluks paten dari lautan ke atmosfer (Raymond 2003). Fenomena pergerakan
awan di wilayah tropis dipengaruhi oleh kecepatan angin. Semakin cepat angin ratarata maka semakin tinggi curah hujan karena meningkatnya fluks panas laten
permukaan. Menurut Wati (2014) kecepatan angin yang semakin tinggi
meningkatkat proses evaporasi sehingga menstimulasi kejadian konveksi awan
yang semakin kuat. Grafik curah hujan yang terbentuk menunjukkan fluktuasi
setiap tahun nya.
Kondisi yang hampir sama terlihat pada wilayah pesisir Teluk Jakarta di
selatan. Pola distribusi tertinggi adalah pada tahun 2006 sedangkan terendah adalah
pada tahun 2010. Wilayah pesisir Teluk Jakarta yang dipengaruhi oleh 13 sungai
besar membuat material tersuspensi pada saat curah hujan tinggi memiliki
13
konsentrasi tinggi karena muatan padatan tersuspensi akan terakumulasi di pesisir
pantai. Curah hujan pada tahun 2006 sebesar 50 mm mempengaruhi sebaran
konsentrasi muatan padatan tersuspensi terdistribusi menuju laut.
Bagian timur Teluk Jakarta juga menunjukkan pola fluktuasi tahunan yang
sama dengan bagian utara dan selatan. Pola distribusi muatan padatan tersuspensi
tertinggi dibagian timur pada tahun 2006 sedangkan terendah adalah pada tahun
2002. Angin yang bertiup dari timur laut dan keluar ke barat saat musim timur
membuat distribusi muatan padatan tersuspensi terkonsentrasi di timur Teluk
Jakarta. Gambar xxx menunjukkan pola angina di Teluk Jakarta dalam bentuk
diagram mawar selama tahun 2002-2012. Teluk Jakarta merupakan wilayah
perairain di Laut Jawa dengan transport massa air yang dipengaruhi oleh angin
munson dan masukan nutrient dari daratan (Siregar dan Koropitan 2013). Angin
munson yang terjadi sepanjang tahun mengontrol musim timur dan musim barat di
Laut Jawa dan juga mempengaruhi sirkulasi aliran di permukaan laut (Illahude
1995). Gambar 10 menunjukkan pola angin di Teluk Jakarta dalam bentuk diagram
mawar selama tahun 2002-2012. Diagram mawar angin di wilayah barat pada tahun
2002-2012 menunjukkan bahwa angin dominan berhembus menuju barat dan timur
laut. Kondisi ini karena pada bulan Juni, Juli, dan Agustus yang merupakan bulan
pengamatan sedang mengalami musim timur. Kecepatan angin pada tahun 2002
sampai 2012 adalah 3.6 – 5.7 m/s.
(a)
(b)
(c)
(d)
Gambar 10 Diagram Mawar Angindi Teluk Jakarta tahun (a) 2002 (b) 2006 (c)
2010 dan (d) 2012
Curah hujan yang rendah pada tahun 2002 membuat konsentrasi muatan
padatan tersuspensi juga rendah di timur Teluk Jakarta karena tidak adanya
masukan air sungai menuju laut. Wilayah timur Teluk Jakarta merupakan wilayah
pelabuhan dan persawahan sehingga material yang terbawa dari daratan menuju
laut sangat dipengaruhi oleh curah hujan.
Pola distribusi muatan padatan tersuspensi di wilayah barat Teluk Jakarta
tertinggi pada tahun 2006 dan terendah pada tahun 2005. Curah hujan yang rendah
pada tahun 2005 pada bulan Juli juga sebanding dengan rendahnya kecepatan angin.
Kondisi demikian membuat arus yang bergerak ke barat saat musim timur tidak
14
signifikan berpengaruh terhadap disribusi muatan padatan tersuspensi. Kondisi
sebaliknya terjadi pada tahun 2006 dengan intesitas curah hujan yang tinggi dibulan
Juni. Wilayah barat merupakan arah keluar angin pada musim timur sehingga
konsentrasi muatan padatan tersuspensi tinggi saat curah hujan tinggi. Konsentrasi
muatan padatan tersuspensi di wilayah barat dan timur Teluk Jakarta merupakan
yang paling tinggi dengan tahun yang sama yaitu tahun 2006.
Wilayah pengamatan fluktuasi tahunan muatan padatan tersuspensi dibagi
kedalam 5 wilayah yaitu utara, tengah, timur, selatan, dan barat. Pola fluktuasi dari
semua tahun secara umum hampir sama. Konsentrasi meningkat dari tahun 2002
sampai 2006 dengan puncak konsentrasi tertinggi di tahun 2006. Selanjutnya
konsentrasi menurun 2008 dan meningkat kembali pada tahun 2009. Setelah tahun
2009 konsnetrasi muatan padatan tersuspensi terus mengalami penurunan hingga
tahun 2012
Analisa Temporal Konsentrasi Klorofil-a di Teluk Jakarta Tahun 2002-2012
Analisa temporal konsentrasi klorofil-a diperlukan untuk melihat fluktuasi
yang terjadi selama rentang waktu 2002 sampai 2012 di Teluk Jakarta. Bagian utara
Teluk Jakarta, pola distribusi klorofil-a tertinggi adalah pada tahun 2004 sedangkan
terendah adalah pada tahun 2011. Grafik fluktuasi temporal konsentrasi klorofil-a
di bagian utara Teluk Jakarta menunjukkan adanya lonjakan drastis pada tahun
2002 sampai 2004 dan penurunan pada tahun 2005-2012. Konsentrasi klorofil-a di
bagian utara juga merupakan yang tertinggi dibandingkan dengan bagian timur,
tengah, selatan, dan barat. Kondisi ini diduga akibat pengaruh musim timur pada
tahun 2004. Suhu permukaan laut secara umum tinggi pada musim timur dan rendah
pada musim barat (Nababan 2012). Konsentrasi klorofil-a pada tahun 2004
merupakan data yang diamati pada bulan Juli yang tingkat curah hujannya adalah
30 mm. Curah hujan yang relatif rendah pada bulan Juli diduga menyebkan
konsetrasi klorofil-a di bagian utara Teluk Jakarta tinggi.
Pola distribusi klorofil-a tertinggi di bagian selatan adalah pada tahun 2008
dan terendah adalah pada tahun 2006. Data yang diamati pada bagian selatan adalah
bulan Juli. Curah hujan pada tahun 2008 dibulan Juli merupakan yang paling rendah
yaitu dibawah 20 mm. Rendahnya curah hujan dibagian selatan yang merupakan
wilayah pesisir membuat nutrien terakumulai di wilayah pesisir sehingga
konsentrasi klorofil-a tinggi pada tahun ini. Sedangkan curah hujan pada tahun
2006 termasuk yang tertinggi bersama tahun 2011 sebesar 50 mm sehingga
konsentrasi klorofil-a diwilayah pesisir rendah karena nutrient terbawa oleh air
masukan dari sungai yang bermuara menuju laut lepas.
Pola distribusi tertinggi klorofil-a di bagian timur Teluk Jakarta adalah pada
tahun 2009 dan terendah adalah 1.22 mg/m3 pada tahun 2006. Data yang diamati
pada tahun 2009 adalah pada bulan Juli dengan curah hujan yang rendah yaitu 10
mm. Bagian timur yang merupakan wilayah muara gembong dengan aktifitas
pelabuhan yang tinggi dan wilayah persawahan membuat konsentrasi klorofil-a
terpusat di pesisir. Sedangkan tahun 2006 data yang diamati adalah bulan Juni
dengan curah hujan 50 mm. Curah hujan yang lebih tinggi pada tahun 2006
dibandingkan 2009 membuat klorofil-a terdistribusi menjauh dari pesisir menuju
laut lepas sehingga konsentrasi korofil-a di bagian timur pada tahun 2006 paling
rendah.
15
Pola distribusi tertinggi klorofil-a dibagian barat adalah pada tahun 2002
sedangkan yang terendah adalah pada tahun 2006. Data yang diamati pada tahun
2002 merupakan data pada bulan Agustus dengan curah hujan kurang dari 10 mm.
Bagian barat merupakan wilayah pelabuhan teluk merunda dan muara kamal.
Masukan sungai dan tingginya aktifitas pelabuhan membawa nutrient dan terpusat
di wilayah pesisir sehingga meningkatkan konsentrasi klorofil-a. Curah hujan yang
rendah pada tahun 2002 juga berbanding lurus dengan kecepatan angin yang
rendah. Kecepatan angin yang rendah membuat nutrient tidak terbawa ke laut lepas
dan terpusat diwilayah pesisir selatan Teluk Jawa. Data yang diamati pada tahun
2006 adalah data pada bulan Juni dengan curah hujan yang lebih tinggi dari tahun
2002 sebesar 50 mm. Curah hujan yang tinggi sebanding dengan kecepatan angin,
sehingga arus akan membawa nutrien di selatan Teluk Jakarta menjauh dari pesisir
menuju laut lepas sehingga konsentrasi klorofil-a rendah.
Gambar 11 merupakan pola pergerakan arus pada bulan Juli tahun 2009 di
Teluk Jakarta yang memperlihatkan pergerakan stick plot dari arah timur laut dan
keluar kearah barat.
Gambar 11 Pola Arus di Teluk Jakarta pada bulan Juli 2009 (Sumber : Koropitan
et. al., 2009)
Konsentrasi klorofil-a secara temporal di Teluk Jakarta yang diamati pada
5 wilayah yaitu utara, timur, tengah, selatan, dan barat secara umum memiliki pola
yang hampir sama untuk semua wilayah yang diamati. Konsentrasi klorofil-a
cenderung meningkat pada tahun 2004 dan menurun drastis pada tahun 2005
sampai tahun 2006. Konsentrasi klorofil-a kembali meningkat pada tahun 2007
sampai tahun 2009 dan menurun kembali pada tahun 2010 sampai tahun 2012.
16
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Distribusi spasial konsentrasi muatan padatan tersuspensi dan klorofil-a di
Teluk Jakarta wilayah selatan dan timur lebih tinggi dibandingkan dengan wilayah
utara dan barat. Fluktuasi temporal konsentrasi muatan padatan tersuspensi dan
klorofil-a pada tahun 2002 sampai 2012 menunjukkan pola yang sama dengan
konsentrasi yang lebih tinggi di wilayah selatan dan timur dibandingkan wilayah
utara dan barat. Korelasi antara data lapang dengan data citra dalam analisis
klorofil-a di Teluk Jakarta menggunakan algoritma Pentury dengan koefisien
korelasi (R)=0.50
Saran
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai kualitas perairan di Teluk
Jakarta pada musim barat, musim peralihan I dan II untuk melihat sebaran spasial
dan temporal sehingga informasi kajian terhadap suatu perairan lebih luas. Selain
itu perlu diperhatikan waktu pengambilan data lapang dengan waktu perekaman
yang sama dengan rekaman satelit terhadap wilayah yang dimati. Perairan Teluk
Jakarta sebagai perairan dengan tipe water case 2 juga menunjukkan kondisi yang
kompleks, karena itu diharapkan penelitian lebih lanjut terhadap algoritma dengan
tipe perairan water case 2 agar dapat digunakan dalam estimasi kualitas perairan
dengan hasil yang lebih baik.
17
DAFTAR PUSTAKA
Adkha, I. 1994. Penggunaan data citra satelit-TM hasil olahan digital untuk
pendugaan sebaran horizontal produktivitas primer di perairan Kabupaten
Subang, Jawa Barat [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Ambarwulan W. 2002. Mapping of total suspended matter concentration from
SPOT and LANDSAT TM satellite images for integrated coastal zone
management in Teluk Banten Indonesia. [tesis] International Institute for
Geo-Information Science and Earth Observation.
Asner GP, Warner.2003. Canopy shadow in IKONOS satelit observations of
tropicalforests and Savannas. Remote Sensing of Environment. 87: 521-533.
Budhiman, S. 2004. Mapping total suspended solid matter concentrationsfrom
multisensory satellite images in turbid tropical coastal waters of Mahakam
Delta, Indonesia. [disertasi]. ITC. Netherlands.
Blonski S, Holekamp K, Spiering BA. 2009. NASA satellite monitoring of water
clarity in mobile bay for nutrient criteria development.
BPLHD.2012. Badan Pengelolaan Lingkungan Hidup Daerah. Laporan Status
Lingkungan Hidup Daerah Provinsi Daerah Khusus Ibukota Jakarta Tahun
2012. Jakarta(ID):BPLHD.
Effendi. 2003. Telaah kualitas air: Bagi Pengelolaan Sumberdaya dan Lingkungan
Perairan. Yogyakarta (ID): Kanisius. 252 hlm.
Estuari Science. 2006. Produktivitas fitoplankton di Teluk Jakarta.
Gitelson A, Mayo M, Yacobi YZ, Avraham ZB. 1995. Chlorophyll distribution in
Lake Kinneret determined from LANDSAT TM data. International Journal
of Remote Sensing. 16(1):175:182.
Hadikusumah.2007. Variabilitas musiman arus di Teluk Jakarta. Lingkungan
Tropis. Ed Khusus 2007:305 – 309
Han L, Jordan KJ. 2005. Estimating and mapping chlorophyll-a concentration in
Pensacola Bay, Florida using Landsat ETM+ data. International Journal of
Remote Sensing. 26:5245-5254.
Hasyim, B. 1997. Optimasi penggunaan data inderaja dan system informasi
geografi untuk pengawasan kualitas lingkungan pantai akibat limbah industry.
Dewan Riset Nasional. (ID)
Hendiarti N, Suwarno, Aldrian E, Amri Y, Andiastuti S, Sachoemar SI, Wahyono.
2005. Seasonal variation of pelagic fish catch araound Java. Journal
Oceanography I. 18.
JICA. 1990. The study on urban drainage and waste water disposal project in city
of Jakarta.
Illahude., AG. 1980. Kondisi hidrologi perairan Teluk Jakarta 1975-1976. 9-14.
Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 51 Tahun 2004 Tentang Baku
Mutu Air Laut untuk Perairan Pelabuhan. (ID)
Koropitan AF, Ikeda M, Damar A, Yamanaka Y. 2009. Influence of physical
process on the ecosystem of Jakarta Bay: a coupled physical-ecosystem model
experiment. ICES Journal of Marine Science. 66:336-348.
[LEMIGAS]. Lembaga Minyak dan Gas. 1997. Evaluasi penginderaan jauh untuk
studi dasar lingkungan wilayah kerja Unocal Indonesia Company Kalimantan
Timur. Jakarta(ID):LEMIGAS.
18
Lu D, Mausel P, Brondizio E. 2002. Aboveground biomass estimation of
successional and mature forests using TM images in the Amazon Basin. New
York: Springer-Verlag.
Nababan. 2012. Variabilitas konsentrasi klorofil-a dan suhu permukaan laut di
perairan Natuna. Jurnal Ilmu dan Teknologi Kelautan Tropis. 4(1):121-134.
Parwaty E, Purwanto AD. 2014. Analisis algoritma ekstraksi informasi muatan
padatan tersuspensi menggunakan data LANDSAT-8 di perairan Berau.
Giobiofisik Penginderaan Jauh.
Pentury, R. 1997. Algoritma pendugaan konsentrasi klorofil-a di perairan Teluk
Ambon menggunakan citra Landsat TM [thesis]. Bogor (ID): Institut
Pertanian Bogor. Bogor.
Ray. 2013. Environmental monitoring of estuaries: estimating and mapping various
environmental indicators in Matla Estuarine complex using Landsat TM
digital data. International Journal of Geomatics and Geosciensces. 0976–
4380.
Robinson IS. 1985. Satellite oceanography an introduction for oceanographers and
remote sensing scientist. 445.
Rogan J, Chen D. 2004. Remote sensing technology for mapping and monitoring
land-cover and landuse change. Progress in Planning. 61:301-325.
Sachoemar, IS, Wahjono HD. 2007. Kondisi pencemaran lingkungan perairan di
teluk Jakarta. JAI. 3(1).
Sarjono. 2009. Analisis kandungan logam berat Cd, Pb, dan Hg pada air dan
sedimen di perairan Kamal Muara, Jakarta Utara [skripsi]. Bogor (ID): Institut
Pertanian Bogor.
Siregar V, Koropitan AF. 2013. Primary productivity of Jakarta Bay in a changing
environtment: anthropogenic and climate change impact. BIOTROPIA. 20(2):
89 – 103.
Tarigan, Edward MS. 2003. Kandungan total zat padat tersuspensi (total suspended
solid) di Perairan Raha,Sulawesi Tenggara. Makara, Sains. 7(3).
Tassan S. 1987. Evaluation of potential of thematic mapper for marine application.
International Journal of Geomatics and Geoscience. 8(10):1455-1478.
Turner. 2010. Remote sensing of chlorophyll-a concentrations to support the
Deschutes Basin lake and reservoir TMDLs.
Wati, Wigena AH. 2014. Seleksi prediktor data global climate model dengan teknik
singular value decompotition untuk prediksi curah hujan di Pantai Utara Jawa
Barat. Jurnal Meteorologidan Geofisika. 15(3):177-186.
Wouthuyzen. 2007. Pendeteksian dini kejadian marak alga (harmful algal
blooms/HAB) perairan Teluk Jakarta dan sekitarnya. Laporan Akhir Tahun.
P20-LIPI. Jakarta.
Yuliasari, Zainuri M, Sugianto DN. 2012. Kajian pola arus di pantai Marina Ancol
dan pengaruhnya terhadap rencana reklamasi. Oseanografi Marina. 1:1 – 9
19
LAMPIRAN
Lampiran 1 Data Fluktuasi Temporal Muatan Padatan Tersuspensi Tahun 20022012 (mg/l)
TAHUN
2012
2011
2010
2009
2008
2006
2005
2004
2002
UTARA
58.30
59.59
62.60
57.86
56.53
90.80
73.93
63.38
58.14
TENGAH
76.25
61.77
68.58
72.82
67.91
92.25
78.40
69.80
67.51
SELATAN
64.02
64.64
54.81
75.15
70.90
92.18
77.34
68.21
61.74
BARAT
77.32
58.22
67.33
75.03
69.49
93.32
70.42
TIMUR
75.12
79.63
73.70
77.32
72.07
95.93
83.67
78.00
68.02
Lampiran 2 Data Fluktuasi Temporal Klorofil-a Tahun 2002-2012 (mg/cm3)
TAHUN UTARA
TENGAH
SELATAN BARAT
TIMUR
2012
0.56
1.27
1.70
1.45
2.02
2011
0.40
0.70
1.81
1.32
1.92
2010
0.67
1.17
1.07
1.56
1.78
2009
1.30
1.57
2.26
1.58
2.47
2008
0.68
1.24
2.46
1.48
2.23
2006
0.93
1.02
1.05
1.06
1.22
2005
1.32
1.64
1.97
1.15
2.36
2004
4.16
2.83
2.34
1.69
1.65
2002
2.10
2.69
1.33
2.54
1.55
20
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Sibolga, 29 Desember 1993 dan merupakan anak
tunggal dari pasangan Ayah B. Butarbutar dan Ibu S. Sinurat. Pada tahun 20082011 penulis menyelesaikan pendidikan di SMA Swt. KATOLIK Sibolga
Pada tahun 2011 penulis diterima sebagai mahasiswa Institut Pertanian
Bogor (IPB) melalui jalur Undangan SNMPTN di Departemen Ilmu dan Teknologi
Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Selama kuliah di Institut
Pertanian Bogor penulis mendapatkan beasiswa dari Beasiswa Unggulan DIKTI
NON CIMB Niaga pada tahun 2011-2014. Penulis aktif dalam organisasi
Himpunan Mahasiswa Ilmu dan Teknologi Kelautan (HIMITEKA) tahun 20122014 sebagai Wakil Ketua I dan II. Penulis juga merupakan asisten dalam mata
kuilah Dasar-dasar Instrumentasi Kelautan dan Instrumentasi Kelautan pada tahun
2012-2013.
Untuk menyelesaikan studi di Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, penulis
melakukan penelitian dengan judul “ Analisis Spasial dan Temporal Kualitas
Perairan (Muatan Padatan Tersuspensi dan Klorofil-a) di Teluk Jakarta pada Tahun
2002-2012 Menggunakan Citra Satelit LANDSAT-7 ETM”