Analisis Data METODE PENELITIAN
Kriteria pencemaran organik menurut indeks kimia dapat dilihat dalam Tabel 4.
Kandidat daerah yang akan ditetapkan sebagai situs rujukan diusahakan memiliki nilai skor indeks 84 ke atas.
Tabel 4 : Kriteria indeks kimia Kirchoff 1991 guna menggolongkan status
pencemaran organik.
Skor indeks kimia Statuskondisi
0 – 27 28 – 56
57 – 83 84 – 100
Tercemar berat Tercemar sedang
Tercemar ringan Belum tercemar
Status kontaminasi logam merkuri di sedimen diprediksi dengan menggunakan indeks pencemaran logam yang dihasilkan dari akar konsentrasi
logam di daerah situs uji C
i
dibagi dengan konsentrasi logam di situs rujukan C
oi
. Tabel 5 merupakan kriteria dari indeks polusi logam di sedimen Chen et
al. 2005. Rumus indeks pencemaran logam adalah sebagai berikut :
Dengan: PI = indeks pencemaran logam
x = C
i
C C
oi i
C = konsentrasi logam i di sedimen di daerah situs uji
oi
= konsentrasi logam di stasiun yang berfungsi sebagai situs rujukan.
Tabel 5. Klasifikasi status pencemaran logam di sedimen dari Chen et al. 2005
Skor Kriteria
1 Terpolusi ringan
1 IPI ≤ 2
Terpolusi sedang 2
Terpolusi berat Fenomena abnormalitasnekrosis pada bagian insang abdominal larva
Hydropsychid dilakukan pengamatan di masing-masing stasiun. Adanya nekrosis pada insang abdominal umumnya ditandai dengan penghitaman warna atau abrasi
insang. Insang dalam kondisi normal akan tampak putih bening. Persentase jumlah individu yang mengalami abnormalitas Y dilakukan analisis korelasi
…………………………. 2
Pearson product moment dengan besarnya akumulasi merkuri dalam tubuh larva Cheumatopsyche sp X.
Kelimpahan perifiton di setiap titik lokasi pengamatan dihitung dengan menggunakan rumus modifikasi Eaton et al. 1995 sebagai berikut:
Keterangan : N : Kelimpahan perifiton selcm
2
n : Jumlah perifiton yang diamati sel A
s
: Luas substrat yang dikerik cm
2
A untuk perhitungan perifiton
cg
: Luas penampang permukaan cover glass mm
2
A
a
: Luas amatan mm
2
V
t
V : Volume konsentrasi pada botol contoh 10 ml untuk perhitungan perifiton
s
: Volume konsentrasi dalam cover glass ml Keanekaragaman jenis dari masing-masing stasiun pengamatan ditentukan
dengan menggunakan rumus indeks keanekaragaman Shanon-Wiener Cairns Dickson 1971 sebagai berikut:
N n
N n
H
i i
2
log
∑
− =
Dengan, H’ = indeks keanekaragaman bits per individu
n
i
N = Jumlah total individu spesies. = Jumlah individu dalam satu spesies
Penghitungan indeks tersebut dilakukan dengan menggunakan software Spesies Diversity and Richness
versi 2.65 dari Pisces Conservation. Keseragaman dari komunitas larva Trichoptera diprediksi dengan
menggunakan Indeks keseragaman sebagai berikut: E’= H’ H
maks
Dengan, .
H
maks
= Keragaman jenis maksimum = log
2
S = jumlah jenis dalam sampel yang ditemukan. S
……………………… 3
………………………. 4
………………………………….….. 5
Kriteria untuk indeks keseragaman berkisar dari 0-1. Bila nilai indeks ≈ 0 maka
keseragaman spesiesnya rendah, sedangkan bila nilai indeks ≈ 1 maka
keseragaman spesiesnya relatif merata. Adanya perbedaan signifikansi masing-masing variabel lingkungan
dilakukan uji statistik dengan menggunakan analisis non parametrik Kruskal- Wallis. Alasan penggunaan analisis non parametrik Kruskal-Wallis adalah pada
statistik nonparametrik tidak memerlukan asumsi-asumsi tertentu, misalnya mengenai bentuk distribusi dan hipotesis-hipotesis yang berkaitan dengan nilai-
nilai parameter tertentu dan banyaknya grup stasiun pengamatan lebih dari 2. Pengujian statistik tersebut dilakukan dengan menggunakan software
STATISTICA versi 10. Uji korelasi ranking Spearman dilakukan antara variabel lingkungan
dengan indeks keanekaragaman dan keseragaman guna mengetahui sensitifitas indeks tersebut diatas dalam mecerminkan gangguan pencemaran dan kerusakan
habitat. Penghitungan uji korelasi rangking Spearman dilakukan dalam software STATISTICA versi 10.
Status gangguan ekologi akibat pencemaran di Sungai Ciliwung diprediksi dengan menggunakan sistem pembobotan antara indeks keanekaragaman dengan
variabel lingkungan. Hal ini dapat dilihat dalam BPLHD 2006 yang menggunakan sistem pemberian nilai skor skoring pada masing-masing variabel.
Sistem perhitungan lebih rinci dapat dilihat dalam Tabel 6.
Kontribusi faktor lingkungan terpilih bahan organik totalTOM, logam merkuri, indek habitat, dan CPOM dalam memberikan pengaruh pada ekologi
feeding larva Trichoptera dianalisis dengan menggunakan teknik ordinasi tidak langsung analisis komponen utamaPCA. Teknik ordinasi langsung dengan
Canonical Corespondence Analysis CCA diterapkan guna melihat kontribusi masing-masing variabel lingkungan terhadap komposisi dari komunitas
makrozoobentos pada setiap stasiun pengamatan Ter Braak Verdonschot 1995. Ordinasi CCA juga berfungsi sebagai clustering site berdasarkan data dari
kelimpahan fauna dan variabel lingkungan secara bersama-sama. Sebelum dilakukan ordinasi lebih lanjut terhadap variabel kualitas air yang bertindak
sebagai variabel lingkungan pada analisis CCA, maka terlebih dahulu dilakukan
seleksi dari variabel Tabel 3 guna menghindari variabel yang saling
berautokorelasi satu dengan lainya. Variabel yang paling besar pengaruhnya yang akan digunakan dalam analisis lebih lanjut Ter Braak Verdonschot 1995.
Proses seleksi dari variabel yang saling berautokorelasi dilakukan dengan menggunakan uji multikolinearitas. Variabel kualitas air yang mempunyai nilai
korelasi R
2
lebih besar dari 0,8 akan dihilangkan dari proses ordinasi. Transformasi data spesies dilakukan dengan menggunakan
√ akar kuadrat diterapkan terhadap kelimpahan makrozoobentos yang mempunyai kisaran luas
dari 0 indvm
2
hingga lebih dari 100 indvm
2
Tabel 6.
Sistem penilaian kualitas lingkungan dengan menggunakan interaksi antara indeks keanekaragaman dengan variabel lingkungan BPLHD
2006. Marchant Hehir 1999, Clarke
Warwick 2001. Penghitungan ordinasi PCA dan CCA dilakukan dengan menggunakan software MVSP versi 3.1
Variabel
Skor 1
3 6
10 Suhu air
16-20 C
21-25 26-31
31, 16 Konduktivitas
µmhoscm 50
50-100 101-500
500 Padatan tersuspensi
ppm 20
20-100 101-400
400 Oksigen terlarut ppm
6,5 4,5-6,5
2-4,4 2
pH 6,5-7,5
5,5-6,5 7,4-8,5
4-5,4 8,6-11
4 11
H’ Surber 2,5
1,5-2,5 1-1,5
1
Tabel 7 . Keterangan nilai skor untuk prediksi gangguan ekologi pada sungai
BPLHD 2006.
Nilai Rerata Skor Kriteria
≤ 2 2 - 4
Belumtercemar sedikit Tercemar ringan
4 - 6 Tercemar sedang
6 Tercemar berat
Analisis produktivitas sekunder
Hasil penimbangan dari berat larva yang terlalu kecil 0,0001 gr, maka dilakukan pendekatan dengan menggunakan statistik regresi power yang
menghubungkan lebar kepala dengan berat tubuh Jin Ward 2007 dengan rumus sebagai berikut :
DM = aHW
b
Dengan, DM = berat kering g
a = intercept b = slope
HW = Lebar kepala mm. Biomassa dari larva Trichoptera hydropsychid Cheumatopsyche sp. secara
sederhana dihitung berdasarkan persamaan: B
b
Dengan, = n.W
B
b
= Biomassa gm
n
= jumlah rerata individu individum
2 2
W = Berat rerata individu gramindividu Jin Ward 2007. Analisis produktivitas sekunder dilakukan dengan menggunakan metode
frekwensi-ukuran size-frequency method dari Hynes Coleman 1968 yang sudah dimodifikasi oleh Benke Huryn 2007. Pada penelitian ini, penulis
membatasi penghitungan produktivitas sekunder hanya menggunakan larva Hydropsychid Cheumatopsyche sp., karena larva hewan tersebut dapat dijumpai
dari mulai bagian hulu hingga segmen pertengahan dari Sungai Ciliwung dan jumlahnya relatif berlimpah dibandingkan dengan taksa lainnya. Produktivitas
sekunder dari larva Trichoptera Hydropsychidae dihitung dengan menggunakan rumus:
Dengan, P = produktivitas sekunder tahunan g m
-2
tahun
-1
i = jumlah kelas ukuran N = jumlah total data selama sampling
……………………… 6
………………………… 7
………… 8
n = jumlah rerata individu pada masing-masing kelas ukuran = rerata geometri berat dari dua kelas ukuran
CPI = Interval produksi dari sebuah kohort Figueiredo-Barros et al. 2006. CPI dari Cheumatopsyche spinosa adalah 182,5 dan Hydropsyche
chekiangana adalah 365 Jacobsen et al. 2008. Laju pemulihan turn over pada masing-masing larva Cheumatopsyche
sp. ditentukan dengan menggunakan rumus = PB, dengan P adalah produktivitas dan B adalah biomassa Benke Huryn 2007.
Penyusunan biokriteria dengan konsep multimetrik
Atribut biologimetrik yang digunakan untuk menilai gangguan ekologis di
setiap lokasi pengamatan disajikan pada Tabel 8. Metrik Stream Invertebrate
Grade Number-Average level SIGNAL digunakan untuk melihat besarnya nilai toleransi dari setiap jenis larva Trichoptera yang ditemukan di masing-masing
stasiun pengamatan. Sensitifitas taksa genus larva Trichoptera didasarkan pada nilai toleransinya terhadap polutan pollution tolerance valuePTV yang dapat
dilihat dalam Lenat 1993 dan US-EPA 1999. Taksa termasuk sensitif jika memiliki nilai PTV 4, fakultatif jika nilai PTV
≥4 dan 6, dan tergolong toleran jika
≥ 6 Blocksom et al. 2002. Penghitungan indeks SIGNAL dilakukan menurut Gooderham Tysrlin
2002 dengan menggunakan rumus:
Dengan, I
SIGNAL
T = Nilai toleransi dari setiap taksa yang ditemukan, = Indeks SIGNAL,
n = Jumlah taksa yang berbeda yang ditemukan. Kekuatan diskriminasi masing-masing metrik biologi dalam
mencerminkan gangguan mengadopsi dari Barbour et al. 1996 yaitu dengan menggunakan grafik Box-Whisker Plot. Definisi dari kekuatan diskriminasi adalah
kemampuan metrik dalam membedakan antara sungai yang berfungsi sebagai ……………………… 9
situs rujukan dengan sungai yang telah mengalami gangguan sebagai situs uji. Tingkatan overlaptumpang tindih antara kisaran interquartile IQ persentil 25
hingga 75 pada daerah situs rujukan dengan situs uji dilakukan scoring sebagai sinyal kemampuan diskriminasi dari masing-masing metrik. Jika kisaran IQ tidak
ada tumpang tindih antara situs rujukan dan situs uji, maka diberi skor 3. Skor 2 diberikan jika IQ tumpang tindih tetapi kedua median terletak diluar dari kisaran
IQ yang tumpang tindih. Skor 1 jika banyaknya IQ yang tumpang tindih tetapi paling sedikit satu median diluar kisaran IQ yang tumpang tindih. Skor 0
diberikan ketika IQ hampir keseluruan tumpang tindih atau kedua median terjadi tumpang tindih. Skor metrik 2 atau 3 menunjukkan kemampuan diskriminasi
antara situs rujukan dan situs uji, dan metrik tersebut akan di analisis lebih lanjut.
Penjelasan bobot scoring secara rinci dapat dilihat pada Gambar 9. Tabel 8.
Kandidat metrik biologi yang digunakan untuk diskriminasi tingkat gangguan ekologi pada Sungai Ciliwung.
Pengelompokan Atribut Biologi
MetrikAtribut Biologi Respon yang Diprediksi dari
Adanya Gangguan
Kekayaan taksa dan komposisi
- Jumlah kekayaan taksa Trichoptera
- Jumlah taksa famili Hydropsychidae
Menurun Menurun
Toleransisensitif - Jumlah taksa sensitif
- Jumlah taksa toleran - Jumlah taksa fakultatif
- Indeks SIGNAL - Jumlah skor nilai toleransi
SIGNAL Menurun
Meningkat Menurun
Menurun Menurun
Atribut populasi - Kelimpahan 3 taksa
dominan -
Kelimpahan larva
Hydropsychidae - Kelimpahan total
Meningkat Meningkat
Meningkat
Ekologi feeding - Kelimpahan filtering
collector - Kelimpahan shredder
Meningkat Menurun
Gambar 9. Evaluasi sensitifitas metrik. Kotak kecil merupakan nilai median,
sedangkan kotak besar merupakan kisaran IQ persentil ke 25 hingga 75. a tidak ada IQ yang tumpang tindih, b. IQ tumpang tindih
tetapi kedua nilai median tidak ada yang tumpang tindih, c. IQ tumpang tindih dengan satu nilai median yang tumpang tindih, d.
IQ sebagian besar tumpang tindih atau kedua nilai median tumpang tindih .
Pengujian nilai rerata setiap metrik biologi dari situs rujukan dengan situs uji dilakukan dengan menggunakan analisis statistik non parametrik Mann-
Whitney U-test. Pengerjaan statistik non parametrik dilakukan dengan software STATISTICA versi 10. Jika metrik biologi yang digunakan menunjukkan adanya
tumpang tindih dan perbedaan tidak signifikan pad a α = 5 antara stasiun yang
berfungsi sebagai situs rujukan dengan situs uji, maka metrik tersebut kurang sensitif dalam mendeteksi adanya gangguan dan bukan merupakan kandidat yang
baik untuk dijadikan sebagai komponen penyusun dari indeks multimetrik. Atribut biologimetrik terpilih kemudian dilakukan tahap normalisasi guna
menghasilkan sebuah Indeks Biotik Trichoptera IBT. Tahap normalisasi dilakukan dengan cara menghitung percentile dari setiap atribut biologi di atas.
Selanjutnya dilakukan tahap scoring trisection yaitu 1, 3, dan 5 pada masing- masing atribut biologi di atas. Secara umum jika metrik yang diharapkan
meningkat dengan adanya peningkatan gangguanstress contoh: dominansi 3, maka nilai metrik terendah sampai percentile ke 25 diberi skor 5, percentile ke
25 sampai 75 diberi skor 3, sedangkan di atas skor 75 percentile diberi skor 1. Begitu juga sebaliknya, jika metrik yang diharapkan adanya penurunan dari
gangguan menunjukkan ketinggian kualitas dari metrik maka skor dibalik dengan yang di atas Barbour 1996. Setelah melalui tahap scoring maka dilakukan
penjumlahan dari lima atribut biologi ke dalam indeks tunggal atau IBT. Jika
diasumsikan sembilan metrik tersebut sensitif dalam mendeteksi tingkat gangguan ekologi pada masing-masing stasiun pengamatan, maka nilai skor yang terendah
adalah delapan dan skor tertinggi adalah 40.
Hasil penggabungan metrik biologi Tabel 8 setelah dilakukan
normalisasi IBT diuji korelasinya dengan indeks kimia, kontaminasi logam, dan habitat dengan menggunakan korelasi rangking Spearman dalam software
STATISTICA versi 10.