Desain Penelitian dan Teknik Pengambilan Contoh Tata Laksana Penelitian

commit to user 12 Data Sekunder 1. Peta Administrasi Sub DAS Samin, DAS Bengawan Solo, Kabupaten Karanganyar 2. Peta Jenis Tanah Sub DAS Samin, DAS Bengawan Solo, Kabupaten Karanganyar 3. Peta Geologi Sub DAS Samin, DAS Bengawan Solo, Kabupaten Karanganyar 4. Peta Fungsi Kawasan Sub DAS Samin, DAS Bengawan Solo, Kabupaten Karanganyar 5. Peta Satuan Lahan Sub DAS Samin, DAS Bengawan Solo, Kabupaten Karanganyar

C. Bahan dan Alat Penelitian

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : Aquades, alkohol 70, formalin 4, detergen, sampel tanah terusik dan tidak terusik, bahan- bahan kimia untuk analisis tanah. Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah : kantong plastik, kuas, monolit, gelas plastik, saringan, nampan, flakon, cangkul, kertas label, sungkup, kamera, jerigen, alat tulis, mikroskop, GPS, altimeter, pH meter, timbangan analitik, blender, pipet, gelas ukur, dll.

D. Desain Penelitian dan Teknik Pengambilan Contoh

1. Desain Penelitian Penelitian ini merupakan penelitian deskriptif eksploratif yang menggambarkan fenomena-fenomena yang ada serta menjawab pertanyaan-pertanyaan yang telah dirumuskan. Penelitian ini juga bersifat kuantitatif dengan pendekatan survei di lapangan dan didukung hasil analisis laboratorium. 2. Teknik Pengambilan Contoh a Teknik Pengambilan Contoh Makrofauna Tanah - Makrofauna Epigeik Pengambilan contoh makrofauna epigeik dengan menggunakan metode perangkap jebakpitfall trap. Pengambilan contoh dilakukan di bawah tegakan pohon, untuk tiap tegakan jenis pohon dipasang 3 perangkap jebakpitfall trap. Pengulangan commit to user 13 pengukuran dilakukan 3 kali di bawah tegakan jenis pohon yang sama tetapi di lahan atau di tempat yang berbeda. - Makrofauna Endogeik Pengambilan contoh makrofauna endogeik dengan menggunakan metode perangkap hand sorting atau sortir tangan dengan alat yang berupa monolit. Pengambilan contoh dilakukan di bawah tegakan pohon, untuk tiap tegakan jenis pohon dipasang 2 monolit. Pengulangan pengukuran dilakukan 3 kali di bawah tegakan jenis pohon yang sama tetapi di lahan atau di tempat yang berbeda. b Teknik Pengambilan Contoh Tanah - Tanah Terusik Pengambilan contoh tanah terusik dilakukan dengan metode simple random sampling atau pengambilan contoh tanah acak sederhana dengan tujuan untuk menganalisis sifat fisika dan kimia tanah.

E. Tata Laksana Penelitian

1. Tahap Sebelum Kerja Lapang a. Penentuan batas-batas administratif daerah penelitian DAS Samin bagian hulu dan tengah terletak di Kabupaten Karanganyar, sedangkan bagian hilir termasuk Kabupaten Sukoharjo. Kawasan DAS Samin yang dipilih sebagai daerah penelitian adalah bagian hulu dengan letak astronomi antara 7°37 ′40″ LS – 7°40′12.9″ LS dan 110°57 ′39″ BT – 111°10′38.5″ BT dan dengan ketinggian tempat antara 205-1741 m dpl. b. Penentuan jenis pohon Penelitian ini menggunakan sembilan jenis individu pohon yaitu Pinus Pinus mercusii, Surian Toona surenii, Mahoni Swietenia mahagony, Jati Tectona grandis, Alpukat Parsea americana, Cengkeh Syzygium aromatica, Durian Durio zibethinus, Duku commit to user 14 Lansium domesticum, dan Rambutan Nephelium lappaceum. Hasil penelitian Dewi dkk., 2008 menunjukkan bahwa ke sembilan jenis pohon tersebut memiliki karakter tajuk dan akar yang ideal untuk memelihara fungsi hidrologi tanah di sub DAS Samin. Oleh karena itu penelitian ini hanya memfokuskan pada ke sembilan jenis pohon tersebut. Sembilan jenis pohon tersebut ditentukan berdasarkan jenis pohon yang dominan dari setiap lokasi, berumur lebih dari 5 tahun serta memiliki nilai ekonomi yang tinggi dan banyak dibudidayakan oleh masyarakat di wilayah sub DAS Samin, Kab. Karanganyar. 2. Tahap kerja lapang a. Penentuan lokasi pohon terpilih Cara menentukan lokasi untuk pengukuran karakter pohon terpilih dilakukan dengan overlay peta fungsi kawasan dengan peta jenis tanah DAS Samin, sehingga didapatkan peta satuan lahan. Berdasarkan peta satuan lahan tersebut, kemudian digunakan untuk menentukan lokasi sembilan jenis individu pohon terpilih. Tahap selanjutnya adalah melakukan pengecekan kesesuaian antara kondisi di peta dengan kondisi di lapangan. Pada lokasi pewakil yang akan dipilih, selanjutnya dibuat transek berukuran 40 cm x 5 cm. Tiap kombinasi perlakuan diulang tiga kali pada lokasi yang sama namun disesuaikan dengan kondisi di lapangan. b. Pengamatan Karakter Jenis Pohon Pengamatan karakter jenis pohon meliputi : 1. Lebar tajuk Pengukuran lebar tajuk dilakukan secara manual dengan mengukur diameter lebar tajuk terpanjang dan diameter tajuk terpendek. Pengukuran dimulai dari bagian terluar tajuk, kemudian menarik garis lurus ke sisi lain pohon dengan memotong batang utama. Kemudian dari kedua diameter dari hasil pengukuran antara dua sisi tersebut diambil rata-ratanya. Hasil dari rata-rata inilah yang commit to user 15 akan digunakan sebagai lebar tajuk. Pengukuran lebar tajuk ini dilakukan satu kali selama periode penelitian. Cara pengukuran lebar tajuk diilustrasikan pada gambar 3.1 : Gambar 3.1 Ilustrasi cara pengukuran lebar tajuk keterangan : a = diameter lebar tajuk terpanjang m b = diameter tajuk terpendek m c = batang pohon 2. Tinggi tajuk Adapun pengukuran tinggi tajuk dilakukan dengan cara : - Mengukur selisih antara tinggi pohon dari permukaan tanah hingga ujung puncak pohon dengan tinggi pohon dari permukaan tanah hingga cabang paling bawah. Ini dilakukan hanya untuk pohon yang memiliki ketinggian yang dapat dijangkau dengan pengukuran secara manual. - Sedangkan untuk pohon yang memiliki ketinggian yang tidak dapat dijangkau dengan pengukuran secara manual, akan menggunakan alat bantu klinometer dengan metode phytagoras. Cara pengukuran menggunakan klinometer diilustrasikan pada Gambar 3.2 - Pengukuran tinggi tajuk ini dilakukan satu kali selama periode penelitian. a c b commit to user 16 α Gambar 3.2 Ilustrasi cara pengukuran tajuk Cara pengukuran tajuk pada ilustrasi gambar 1. dijelaskan dalam rumus berikut : dimana : x = tinggi pohon dari t titik nol hingga puncak pohon m y = tinggi pohon dari permukaan tanah hingga t m z = tinggi pohon hingga cabang terbawah m untuk mengetahui nilai x, dapat dihitung dengan rumus berikut : dimana, α = sudut yang dibentuk ujung pohon dengan t d = jarak pengamat dengan pohon m untuk mengetahui nilai y dan z, dilakukan dengan pengukuran secara manual. Namun apabila pada penghitungan nilai z diketahui bahwa cabang terbawah terlalu tinggi untuk pengukuran manual maka perlu penghitungan yang sama seperti penghitungan nilai x. 3. Jumlah cabang Jumlah cabang dihitung secara manual sebanyak kemampuan mata pengukur memandang cabang pohon tersebut. Cabang pohon yang dihitung adalah cabang pohon sekunder dari cabang terbawah x y z t d Tinggi tajuk = x+y - z x = tan α . d commit to user 17 hingga ujungpucuk pohon. Pengukuran jumlah cabang dilakukan satu kali selama periode penelitian 4. Ketebalan dan produksi seresah 1 Ketebalan seresah Ketebalan seresah diukur dengan menggunakan frame yang terbuat dari kayu atau bambu yang berukuran 50 x 50 cm, seresah yang diukur adalah seresah yang berada di permukaan tanah yang dinamakan standing litter. Frame diletakkan di bawah tegakan pohon yang akan diukur, kemudian diukur ketebalannya cm dengan menggunakan jangka sorong sebanyak 5 pengukuran dalam satu frame. Pengukuran ketebalan seresah dilakukan satu kali selama periode penelitian dan satu pohon dibutuhkan 6 frame. 2 Produksi seresah Produksi seresah diukur dengan menggunakan litter trap, berupa alat yang terbuat dari kayu atau bambu dengan ukuran 1 m x 3 m kemudian diberi jaring di atasnya yang fungsinya untuk menangkap seresah yang jatuh dari pohon litter fall. Litter trap diletakkan di bawah tegakan individu pohon yang akan diukur. Seresah diambil atau dipanen setelah 7 hari, selama periode penelitian dilakukan 16 kali pengambilan. Setelah 7 hari semua seresah yang jatuh di litter trap baik itu daun, ranting, bunga maupun buah diambil dan dibawa ke Laboratorium untuk dihitung berat basah dan berat kering oven sesuai dengan bagian tumbuhan, serta disisakan sebagian kecil sebelum ditimbang berat basahnya untuk dijadikan sebagai sub sampel. Berat basah didapatkan setelah seresah tersebut diambil langsung dari lapang dan berat kering didapatkan setelah seresah tersebut diketahui berat basahnya, kemudian dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 75 o C selama kurang commit to user 18 lebih 48 jam atau selama kondisi seresah tersebut benar-benar kering. Perhitungan produksi seresah bertujuan untuk mengetahui jumlah seresah yang dihasilkan suatu pohon per tahun ghath. 5. Kualitas seresah Kualitas seresah dihitung dari seresah sub sampel yang sebelumnya dikering anginkan terlebih dahulu, kemudian dihaluskan dan dianalisis kandungan C dan N untuk menentukan CN rasio dari jenis pohon yang terpilih. CN rasio bertujuan untuk membandingkan kualitas seresah dari masing-masing jenis pohon yang terpilih. 6. Pengukuran diameter akar horisontal dan vertikal Sebelum dilakukan pengukuran diameter akar baik akar horisontal maupun akar vertikal, tanah yang berada di bawah pohon digali dengan menggunakan cangkul dan cetok hingga terlihat karakter akarnya. Tanah yang menempel di akar dibersihkan untuk memudahkan pengukuran, kemudian akar diukur diameternya dengan menggunakan jangka sorong dan meteran kain. Ilustrasi tentang pengukuran diameter akar disajikan pada gambar 3.3 : commit to user 19 Gambar 3.3 Diagram skematik sebaran akar proksimal. Akar horisontal membentuk sudut 45 o terhadap batang utama, sedangan akar vertikal membentuk sudut 45 o . D = diameter akar Hairiah et al., 2006. c. Pengambilan Sampel Makrofauna 1. Makrofauna epigeik Pengambilan sampel makrofauna epigeik dilakukan dengan menggunakan perangkap jebakpitfall trap. Pitfall trap menggunakan gelas plastik berukuran 10 x 7 cm yang dibenamkan di dalam tanah dengan kondisi permukaan gelas tersebut sejajar dengan permukaan tanah. Gelas plastik tersebut kemudian diisi dengan larutan deterjen hingga kurang lebih seperempat gelas, kemudian dipasang pelindung di bagian atasnya atap untuk melindungi dari hujan, alat ini berfungsi sebagai jebakan atau perangkap dan dipasang sejauh 30-50 cm dari pohon. Perangkap ini diambil setelah 24 jam. Setelah perangkap diambil kemudian disaring dengan menggunakan saringan plastik dan dicuci pelan- pelan dengan menggunakan air ataupun aquadest dengan tujuan untuk menghilangkan deterjen yang tertinggal dan untuk membedakan antara makrofauna dengan kotoran. Setelah itu makrofauna yang ada didalam saringan diambil dengan commit to user 20 menggunakan kuas kecil kemudian masukkan ke dalam flakon yang sudah diisi dengan alkohol dan kemudian diidentifikasi di laboratorium. Untuk satu jenis pohon dengan tiga ulangan dipasang sembilan pitfall trap dengan dua kali periode pengambilan selama penelitian. 2. Makrofauna endogeik Pengambilan makrofauna endogeik dilakukan dengan metode hand sorting dengan menggunakan monolit yang berukuran 25 cm x 25 cm x 30 cm. Alat ini digunakan untuk pengamatan cacing tanah. Monolit tersebut dimasukkan ke dalam tanah kemudian tanah disekeliling monolit di cangkul untuk memudahkan membenamkan dan mengangkat monolit tersebut. Monolit dibenamkan pada kedalaman pertama yaitu 0-10 cm kemudian tanah diambil dan diletakkan pada nampan kemudian mulai hand sorting, begitu juga untuk dua kedalaman selanjutnya yaitu 10-20 cm dan 20-30 cm. Cacing tanah yang ditemukan kemudian dimasukkan kedalam flakon yang sudah diisi dengan formalin 4 untuk selanjutnya diidentifikasi di laboratorium. Untuk satu jenis pohon dengan tiga ulangan dibutuhkan 6 monolit. d. Identifikasi makrofauna Identifikasi makrofauna baik epigeik maupun endogeik dilakukan setelah pengambilan dari lapang, yaitu dengan membersihkan makrofauna yang tersimpan di dalam flakon dengan menggunakan aquades atau air biasa kemudian diamati dibawah mikroskop. Identifikasi makrofauna dalam penelitian ini hanya sampai pada tingkat ordo dan famili. Setelah makrofauna diketahui ordo maupun familinya kemudian ditimbang biomassanya dan disimpan kembali ke dalam flakon yang sudah diisi dengan alkohol 70. Setelah itu dihitung Kepadatan Relatif KR, Frekuensi Relatif FR, Indeks Nilai Penting INP, dan Indeks Diversitas Shannon-Wienner. commit to user 21 1. Kepadatan Relatif KR Jenis hewan tanah yang terdapat dalam per satuan volume atau per satuan penangkapan tidak hanya satu jenis saja yang diketemukan, tetapi ada beberapa jenis hewan tanah. Maka perlu dilakukan pengukuran kepadatan relatif KR untuk mengetahui atau membandingkan suatu komunitas dengan komunitas lainnya, dihitung dengan membandingkan kepadatan suatu jenis dengan kepadatan semua jenis yang terdapat dalam unit contoh tersebut. Rumus dari Kepadatan relatif adalah sebagai berikut: Kepadatan jenis A = Jumlah individu jenis A : Jumlah unit contohluasvolume Kepadatan relatif jenis A = K jenis A : Jumlah K semua jenis x 100 Suin, 1997 2. Frekuensi Relatif Dalam suatu luasan tertentu terdapat beberapa jenis hewan atau makrofauna, namun terdapat satu jenis hewan saja yang sering muncul atau yang banyak ditemukan. Dari kenyataan di atas dapat diketahui Frekuensi Relatifnya yang digunakan untuk mengetahui Frekuensi Relatif atau frekuensi kehadiran suatu jenis hewan dalam suatu habitat atau menunjukkan keseringhadiran jenis tersebut di habitat itu. Dapat dihitung dengan rumus: FR jenis A = Jumlah contoh unit dimana A ditemukan : Jumlah semua unit contoh x 100 Suin, 1997 commit to user 22 3. Indeks Nilai Penting INP INP digunakan untuk mengetahui jenis makrofauna apa yang paling dominan per satuan luasan tertentu. Dilihat dari hasil penjumlahan antara KR dan FR. Ditulis rumus sebagai berikut: INP = KR makrofauna jenis A + FR makrofauna jenis A Dimana : KR = Kepadatan relatif FR = Frekuensi relatif Suin, 1997 4. Indeks Diversitas Shannon-Wienner Hewan tanah atau makrofauna tanah yang terdapat dalam suatu luasan tertentu atau per satuan penangkapan terdapat bermacam- macam jenis, sehingga perlu dilakukan suatu perhitungan untuk mengetahui diversitas makrofauna, dengan rumus : H’ = - å - s i pi pi 1 ln Dimana : H’= Indeks Diversitas Shannon-Wienner pi = Kepadatan relatif jenis makrofauna ke-i i = 1, 2,.....n pi = Jumlah individu jenis A : Jumlah total individu yang ditemukan Suin, 1997 e. Iklim Mikro 1. Suhu udara Pengukuran suhu udara dilakukan di bawah tajuk pohon selama 5- 10 menit dengan menggunakan termometer, dilakukan di pagi hari antara pukul 7-10 WIB. Pengukuran suhu udara ini dilakukan setiap satu minggu satu kali selama 10 kali pengukuran selama periode penelitian. commit to user 23 2. Suhu tanah Pengukuran suhu tanah diukur dengan cara membenamkan termometer ke dalam tanah sedalam 5 cm di bawah tegakan pohon selama 5-10 menit, dilakukan di pagi hari antara pukul 7-10 WIB. Pengukuran suhu udara ini dilakukan setiap satu minggu satu kali selama 10 kali pengukuran selama periode penelitian. f. Analisis laboratorium 1. Sifat fisika tanah v Tekstur tanah dengan metode pemipetan Balai Penelitian Tanah, 2005. v Kadar lengas tanah dengan metode gravimetri Balai Penelitian Tanah, 2005. v Porositas tanah dengan pengukuran BV dan BJ Balai Penelitian Tanah, 2005. v Berat volume BV tanah dengan metode volumetri Balai Penelitian Tanah, 2005. v Berat jenis BJ tanah dengan metode gravimetri Balai Penelitian Tanah, 2005. v Kemantapan Agregat dengan metode pengayakan kering dan basah Balai Penelitian Tanah, 2005. 2. Sifat kimia tanah v pH tanah dengan metode elektrometri Balai Penelitian Tanah, 2005. v Bahan organik tanah BOT dengan metode Walkey-Black Balai Penelitian Tanah, 2005. v Nisbah CN tanah dengan metode Walkey-Black C dan Kjeldahl N Balai Penelitian Tanah, 2005. commit to user 24 3. Analisis Seresah v Nisbah CN seresah untuk mengetahui kualitas seresah dengan metode Walkey-Black C dan Kjeldahl N Balai Penelitian Tanah, 2005.

F. Variabel Pengamatan