Pengembangan indeks resiliensi ekosistem dalam pengelolaan terumbu karang

PENGEMBANGAN INDEKS RESILIENSI

EKOSISTEM DALAM PENGELOLAAN

TERUMBU KARANG

IMAM BACHTIAR

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2011

DAN SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Pengembangan Indeks Resiliensi Ekosistem Dalam Pengelolaan Terumbu Karang adalah karya saya dengan arahan 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 disertasi ini.

Bogor, Juli 2011

Imam Bachtiar NIM C262070051

IMAM BACHTIAR. Development of Ecosystem Resilience Index in Coral Reef Management. Under supervision of ARIO DAMAR, SUHARSONO, and NEVIATY P. ZAMANI.

Global climate change is predicted to increasingly expose coral reef ecosystem to thermal stress, disturbances, and surprises. Ecological resilience is therefore becoming a very important ecosystem component that needs to be identified in coral reef management. Knowing ecological state of an ecosystem is a first step in planning an ecosystem based management, but practical method to assess ecological resilience of coral reef ecosystem is yet to be available. The existing methods demand to high expertise or high cost that are not available on many districts in Indonesia. The aim of the study was to develop an index for measuring quantitatively ecological resilience of coral reef ecosystem. The index was developed from a soil community resilience index of the Orwin and Wardle, with modification on the reference community and in the number of variables. Instead of using a control community, the coral reef resilience index uses a super or ideal coral reef, i.e. coral reef that has maximum values on all of its indicator variables. More than 2250 data obtained from 10 meter line intercept transect (LIT), all over Indonesia, were extracted to construct the “super” coral reef of Indonesia, as the index reference. The resilience index of coral reef ecosystem contains six indicator variables, i.e. coral functional group (CFG), unsuitable settlement substrate cover (USS), number of small-size coral colony (CSN), coral habitat quality (CHQ), coral cover (COC), and algae and other fauna cover (AOF). The resilience index has been proven to perform well to determined differences of coral reef resilience both spatially and temporally. The resilience index could be used to assess coral reef resilience at a scale of hundred meters to thousands kilometers, and could potentially be used to compare coral reef resilience globally. As the index was developed based on LIT data, the uses of index are very practical that nearly all districts in Indonesia have capabilities to carry out resilience assessment of coral reefs on their jurisdictions. Resilience assessment using data collected from 15 districts in 2009 showed that coral reefs at western region had generally higher average resilience indices than those at eastern region, and Sunda Shelf reefs had higher average resilience indices than coral reefs at Indian Ocean, Sulawesi-Flores, or Pacific Ocean. Four districts were found to have coral reefs with highest resilience indices, i.e. Bintan and Natuna (western region), and Wakatobi and Buton (eastern region). Following major disturbance, e.g. bleaching-related coral mass mortality in 1998, coral reef resilience indices could recover at the average rate between 0.044-0.066 per year in Indonesia. The index could also be used to assess and predict coral reef recovery. Coral reefs with high resilience indices are more likely to experience larger impact from the same disturbance, but they also have higher rate of recovery.

IMAM BACHTIAR. Pengembangan Indeks Resiliensi dalam Pengelolaan Terumbu Karang. Dibimbing oleh ARIO DAMAR, SUHARSONO, dan NEVIATY P. ZAMANI.

Mengenali kondisi ekosistem merupakan langkah pertama dalam penyusunan rencana pengelolaan. Perubahan iklim global telah diprediksi akan mengakibatkan meningkatnya ancaman kerusakan terhadap ekosistem terumbu karang. Pengelolaan terumbu karang tidak cukup lagi dengan memperbanyak wilayah inti tanpa penangkapan (no-take area), melainkan harus mampu memelihara kemampuan alami terumbu karang untuk pulih dari gangguan, yaitu resiliensi ekosistem.

Pada saat ini, metode penilaian resiliensi ekosistem masih dalam tahap awal pengembangan. Teori resiliensi ekosistem sudah lama dikembangkan oleh para peneliti terumbu karang, sejak tahun 1970-an, tetapi penilaian terhadap resiliensi ekosistem masih belum banyak berkembang, sehingga teori resiliensi belum banyak dapat membantu pengelolaan terumbu karang. Pada ekosistem hutan, danau, dan sungai, penggunaan teori resiliensi dalam pengelolaan juga belum berkembang.

Sekarang ada dua metode penilaian resiliensi terumbu karang, yaitu yang dikembangkan oleh Obura dan Grimsditch (2009) dan oleh Maynard et al. (2010). Kedua metode penilaian tersebut dianggap masih sulit diterapkan di Indonesia, karena kurangnya tenaga ahli dan dukungan finansial. Di Indonesia, banyak kabupaten yang memiliki terumbu karang luas tetapi tidak memiliki keahlian yang cukup untuk memahami kondisi terumbu karang di wilayah tersebut, dan tidak memiliki dana untuk melakukan kegiatan survei yang lengkap.

Penelitian ini dimaksudkan untuk membuat metode penilaian resiliensi terumbu karang, yang praktis dan reliabel, yang dapat digunakan di seluruh kabupaten di Indonesia. Penilaian resiliensi terumbu karang dilakukan dengan sebuah indeks, yang merupakan modifikasi dari indeks resiliensi komunitas tanah dari Orwin dan Wardle (2004). Modifikasi dilakukan dengan mengubah nilai yang digunakan sebagai acuan indeks dari komunitas kontrol menjadi komunitas super (ideal) dan menentukan peubah terumbu karang yang digunakan di dalam indeks. Penelitian ini menggunakan data multifaktor yang tersedia di P2O LIPI dari sekitar 2250 transek garis, panjang 10 meter, yang diambil di kawasan Samudra Hindia, Laut Natuna, Laut China Selatan, Selat Sunda, Laut Jawa, Selat Makassar, Laut Flores, serta Samudra Pasifik. Data tersebut memiliki rentang waktu 1992-2009.

Dengan menggunakan analisis multifaktor BEST (Biological Environmental Stepwise) didapatkan enam peubah yang berperan penting di dalam pemulihan terumbu karang sebagai peubah indikator indeks, yaitu:

a) Jumlah kelompok fungsional karang (CFG, coral functional group); b) Tutupan substrat yang tidak dapat ditempeli larva karang (USS, unsuitable

settlement substrate);

c) Kualitas habitat karang (CHQ, coral habitat quality);

d) Jumlah karang koloni kecil (CSN, coral small-size colony number); e) Tutupan karang (COC, coral cover);

f) Tutupan algae dan fauna lain (AOF, algae and other fauna cover).

Keenam peubah tersebut diberi pembobotan berdasarkan sumbangan ragamnya terhadap ragam total. Besarnya sumbangan ragam ditentukan dengan menggunakan nilai pada komponen utama yang pertama (PC1) dari Principle Component Analysis (PCA).

Terumbu karang yang menjadi acuan indeks adalah terumbu karang “super” di Indonesia, yaitu terumbu yang memiliki nilai maksimum dari keenam peubah indikator indeks. Terumbu karang “super” tersebut didesain berdasarkan nilai maksimum dan minimum setiap peubah dari 2250 transek di Indonesia. Dengan demikian terumbu karang “super” yang menjadi acuan indeks mempunyai ciri khusus, yaitu CFG=13, USS=0, CHQ=50, CSN=25, COC=100, AOF=0. Terumbu karang dengan ciri demikian tidak pernah ada di alam.

Rumus indeks resiliensi (RI) yang diperoleh kemudian dikoreksi dengan konstanta tertentu sehingga secara teoritis akan menghasilkan indeks 0.000 dalam kondisi ideal terburuk dan menghasilkan indeks 2.130 dalam kondisi ideal terbaik. Rumus indeks resiliensi terumbu karang tersebut sebagai berikut:

Indeks resiliensi terumbu karang yang disusun di dalam penelitian ini dapat digunakan untuk menilai tingkat resiliensi terumbu karang dalam berbagai skala spasial. Penilaian indeks dapat dilakukan dari skala puluhan meter hingga puluhan ribu kilometer. Pengukuran resiliensi terumbu karang dapat dilakukan pada satuan transek, tetapi penilaian resiliensi suatu terumbu karang membutuhkan banyak transek. Proporsi transek yang memiliki indeks resiliensi 1.000 sebesar 0.403%. Penilaian indeks resiliensi terumbu karang di Indonesia menunjukkan bahwa semua rata-rata (±SD) indeks resiliensi terumbu karang di suatu lokasi pengamatan antara 0.067±0.032 sampai 0.976±0.107.

Hasil uji coba dengan data tahun 2009, yang meliputi 15 kabupaten, menunjukkan bahwa terumbu karang di kawasan Indonesia bagian barat memiliki rata-rata indeks resiliensi lebih tinggi daripada di Indonesia bagian timur. Paparan Sunda memiliki rata-rata indeks resiliensi yang lebih tinggi daripada formasi geologis lainnya, yaitu Samudra Hindia, Sulawesi-Flores, dan Samudra Pasifik.

(±1SD) indeks resiliensi tertinggi, yaitu Bintan (0.718±0.019), Natuna (0.697±0.078), Wakatobi (0.615±0.025), dan Buton (0.599±0.031).

Indeks resilensi ini juga dapat digunakan untuk menilai perubahan tingkat resiliensi terumbu karang secara temporal. Uji coba dengan menggunakan data tahun 2006 hingga 2009 diperoleh hasil bahwa terumbu karang di Mentawai dan Nias Selatan sedang mengalami peningkatan indeks yang kontinyu, sedangkan di kabupaten lain hanya mengalami perubahan indeks yang fluktuatif. Peningkatan indeks dengan laju 0.044-0.066 per tahun dapat terjadi pada masa pemulihan, sedangkan laju 0.015-0.026 per tahun merupakan fluktuasi tahunan. Perubahan fluktuatif indeks dapat terjadi dalam skala enam bulan

Dengan menggunakan data pemantauan selama 13 tahun, di Kabupaten Sumbawa Barat, diketahui bahwa terumbu karang yang sedang dalam masa pemulihan, mengalami peningkatan indeks kontinyu dan lebih cepat daripada di luar masa pemulihan. Penelitian ini juga menemukan bahwa indeks resiliensi merupakan indikator ekologis yang sangat baik untuk menilai pemulihan terumbu karang. Indeks resiliensi terumbu karang dapat digunakan untuk memprediksi dampak gangguan akut langsung, dengan = -0.693 + 1.323X. Indeks resiliensi ini juga dapat digunakan untuk memprediksi laju pemulihan terumbu karang (indeks per tahun), dengan persamaan regresi = -0.280 + 0.492X.

Indeks resiliensi terumbu karang yang dikembangkan di dalam penelitian ini relatif sangat praktis karena menggunakan data dari transek garis. Di Indonesia ribuan orang telah dilatih menggunakan metode ini. Hampir semua kabupaten di Indonesia diperkirakan sudah dapat menilai resiliensi terumbu karang di wilayahnya masing-masing dengan menggunakan indeks ini.

Indeks resiliensi ini juga berpotensi digunakan untuk membandingkan resiliensi terumbu karang antar negara, dan antar kawasan di seluruh dunia. Nilai acuan indeks adalah terumbu karang super di Indonesia, yang sudah dikenal sebagai pusat dari keanekaragaman karang dunia. Walaupun demikian, spekulasi ini masih harus dibuktikan.

Peningkatan resiliensi terumbu karang dapat dilakukan dengan meningkatkan peubah indikator dari indeks resiliensi tersebut. Tutupan karang, jumlah kelompok fungsional, dan kualitas habitat merupakan tiga peubah yang berkaitan dengan terumbu karang yang resiliensinya tinggi.

Penggunaan indeks resiliensi untuk tujuan penentuan prioritas pengelolaan sebaiknya dilengkapi dengan informasi tentang batas kedalaman maksimum pertumbuhan karang di lokasi tersebut. Terumbu karang yang hanya memiliki komunitas karang di tempat dangkal (<5 meter) tidak mencerminkan terumbu karang yang sehat sehingga menurunkan nilai proritas. Indeks resiliensi ini memiliki kekurangan dalam peubah CSN, jumlah koloni karang ukuran kecil. Penelitian mencari peubah untuk menduga potensi rekruitmen secara praktis di dalam transek garis sangat dibutuhkan untuk peningkatan akurasi dari indeks resiliensi ini.

©

Hak cipta milik IPB, tahun 2011

Hak Cipta dilindungi Undang-undang

Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah; pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB.

Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.

PENGEMBANGAN INDEKS RESILIENSI

EKOSISTEM DALAM PENGELOLAAN

TERUMBU KARANG

IMAM BACHTIAR

Disertasi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada

Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Pesisir dan Lautan

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2011

Penguji pada Ujian Tertutup: 1. Dr. Ir. Fredinan Yulianda, M.Sc. 2. Dr. Ir. Achmad Fahrudin, M.Si. Penguji pada ujian Terbuka: 1. Prof. Dr. Jamaluddin Jompa

iii

iii

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Disertasi : Pengembangan Indeks Resiliensi Ekosistem Dalam Pengelolaan Terumbu Karang

Nama : Imam Bachtiar

NRP : C262070051

Disetujui Komisi Pembimbing

Dr. Ir. Ario Damar, M.Si. Ketua

Prof. (R) Dr. Suharsono Dr. Ir. Neviaty P. Zamani, M.Sc.

Anggota Anggota

Mengetahui

Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana

Prof. Dr. Ir. Mennofatria Boer, DEA Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr. Tanggal Ujian: 23 Juni 2011 Tanggal Lulus: 18 Juli 2011

v

v

PRAKATA

Alhamdulillah, disertasi ini akhirnya berhasil diselesaikan. Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya yang tak terhingga kepada penulis dan keluarga. Tema disertasi tentang resiliensi merupakan hasil kegiatan International Coral Reef Symposium (ICRS), di Florida, USA, tahun 2008. Kesiapan P2O LIPI menyediakan data merupakan pintu pembuka yang paling penting ke arah penelitian indeks resiliensi ini.

Penulis ingin berterima-kasih kepada Komisi Pembimbing: Dr. Ario Damar, Prof. Suharsono, dan Dr. Neviaty P. Zamani, serta Dr. Unggul Aktani (alm.), yang telah membimbing pelaksanaan penelitian ini. Prof. Mennofatria Boer memberikan keberanian kepada penulis untuk menyusun indeks resiliensi.

Selama kuliah, penulis mendapatkan bantuan fasilitas, inspirasi, dan teman diskusi dari rekan-rekan kerja dan ilmuwan senior. Penulis ingin berterima kasih kepada Dr. M. Fedi A. Sondita dan Dr. Fredinan Yulianda (IPB); Prof. Agil Alaydrus, Drs. Karnan, M.Si., dan Dr. Harry Supriyanto (Universitas Mataram); Dr. M. Kasim Moosa dan Dr. Soekarno (LIPI); Dr. Terry J. Done (AIMS Townsville, Australia); dan Dr. Sangeeta Mangubhai (TNC Bali). Penulis juga sangat berterima-kasih kepada semua peneliti yang menghadiri diskusi/seminar rencana penelitian ini di Florida, terutama Prof. Pamela Hallock-Muller (USF St Petersburg); Dr. Brian D. Keller (NOOA); Dr. Ilse Kuffner (USGS); Dr. Robert Muller, Dr. Robert Ruzicka, Dr. Mike Collela (Florida FWC); Dr. Walter Japp (LLC Tampa Bay); dan Dr. Chris Bergh (TNC Florida Keys).

Di dalam penelitian ini penulis mendapatkan sumbangan data dari P2O LIPI, CRITC COREMAP, Florida FWC, WCS Marine Program Bogor, dan PT Newmont Nusa Tenggara (NNT). Penulis sangat berterima-kasih kepada Prof. Suharsono (Kepala P2O); Ir. Anna Manuputty, M.Si. dan Djuwariah (CRITC COREMAP); Ir. Windy Prayogo dan Dr. Jorina Waworuntu (PT NNT). Semua mahasiswa S3 SPL angkatan 2007 merupakan teman diskusi dan pemberi semangat belajar, yaitu Dr. Amiruddin Taher, Dr. Nirmala A. Wijaya, Musaddun, Ahmad Bahar, Gladys Peuru, Riyadi Subur, Nurul Istiqomah, dan Abdul Syukur.

Penulis juga berterima-kasih pada Dra. Ani Mariani (istri); Jasmine C.U. Bachtiar dan Naila T. Bachtiar (anak); atas kesabarannya memberikan waktu belajar kepada penulis. Penulis juga berterima-kasih atas iringan doa Muchid Ichsan-Sri Utami (orangtua) dan M. Anwar, BA-Asiah Syafii (mertua) selama penulis kuliah. Tidak semua orang yang membantu penulis dalam penelitian ini dapat disebutkan. Penulis ingin berterima-kasih pada semua yang belum disebut di halaman ini.

Selama kuliah di Sekolah Pascasarjana IPB, penulis mendapat dukungan finansial beasiswa BPPS (2007-2010) dan Sandwich-like Program (2009) dari Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi, serta beasiswa penulisan disertasi (2010) dari COREMAP II Direktorat Jendral Kelautan Pesisir dan Pulau-pulau Kecil. PT NNT dan ISRS mensponsori kegiatan symposium ICRS di Florida.

Bogor, Juli 2011

vii

vii

RIWAYAT HIDUP

Penulis, Imam Bachtiar, lahir di Jombang tanggal 17 Pebruari 1963 dari keluarga Muchid Ichsan-Sri Utami. Penulis mengalami pendidikan di SDN Mojoanyar (1969-1974), SMP Bhinandika Wonosalam (1975-1976), dan SMPP (SMAN2) Jombang (1978-1981). Pendidikan tinggi ditempuhnya di Jurusan Pendidikan Biologi, FPMIPA, IKIP Surabaya (1981-1986), dan di Marine Biology Department, James Cook University of North Queensland, Townsville - Australia (1992-1994). Sejak tahun 1988, penulis menjadi dosen tetap di Program Studi Pendidikan Biologi, FKIP Universitas Mataram. Penulis pernah menjadi Ketua Program Studi Pendidikan Biologi (1995-1997) dan menjadi Ketua Pusat Penelitian Pesisir dan Laut (P3L) Universitas Mataram (2007-sekarang).

Penulis mulai meneliti terumbu karang pada tahun 1988. Sejak tahun 1995, penulis menjadi anggota International Society for Reef Studies (ISRS). Penulis juga terdaftar sebagai kontributor dari beberapa buku UNEP (United Nations Environment Programme) berkaitan dengan Global International Waters Assessment (GIWA). Penulis pernah mengikuti sejumlah kegiatan ilmiah internasional, yaitu seminar, workshop, visiting scholar, dan short-course, ke luar negeri termasuk: Australia, Amerika Serikat, Canada, Thailand, dan Vietnam.

Penulis melanjutkan kuliah di Sekolah Pascasarjana IPB Bogor pada tahun 2007. Selama menjadi mahasiswa IPB penulis berkesempatan menyajikan poster pada International Coral Reef Symposium (ICRS) di Fort Lauderdale, Florida, USA. Penulis juga berkesempatan menjadi visiting scholar selama dua bulan lebih di College of Marine Sciences (CMS), University of South Florida (USF), St Petersburg, Florida. Selama kunjungan tersebut penulis melakukan presentasi tentang indeks resiliensi yang sedang disusun di CMS USF dan Florida FWC (Fish and Wildlife Comission), serta melakukan webinar di TNC (The Nature Conservancy) Florida Keys.

ix

ix

DAFTAR ISTILAH

akar cirri : suatu akar dari persamaan ciri dari matriks.

suatu skalar yang berkaitan dengan transformasi linear dari vektor ruang, yang mempunyai ciri matriks tida sama dengan nol, yang jika dikalikan dengan skalar sama dengan vektor yang diperoleh dari transformasi vektor tersebut (Merriam-Webster). suatu faktor yang mana eigenvektor (vektor ciri) berubah jika dikalikan dengan matriks kuadrat (Wikipedia).

domain atraksi : ranah dari struktur komunitas yang dapat menjamin keberlanjutan fungsi ekosistem

fisiografi laut : gambaran fisik dasar laut, yang berkaitan dengan proses geologis terjadinya laut.

gangguan : puncak dari perubahan lingkungan yang melebihi variasi normal dari operasi ekosistem dan biasanya berasal dari luar ekosistem.

herbivore : proses pemakanan makroalgae yang tumbuh di terumbu karang.

indeks : suatu angka yang menunjukkan tingkatan relatif suatu kondisi (Oxford)

suatu angka (rasio) yang berasal dari sejumlah observasi dan digunakan sebagai indikator atau ukuran (Merriam-Webster)

koefisien : suatu angka yang berfungsi sebagai ukuran dari suatu karakter atau ciri (bahan, alat, proses) (Meriam-Webster)

suatu ukuran dari ciri khusus suatu benda dalam kondisi tertentu (Oxford)

suatu angka yang terletak di depan dan mengalikan suatu kuantitas (Oxford)

peubah indicator : peubah yang digunakan sebagai petunjuk tinggi rendahnya tingkat resiliensi.

pergantian fase : perubahan komunitas terumbu karang secara (semi) permanen dari komunitas yang didominasi oleh karang menjadi komunitas yang didominasi oleh makroalgae, karang lunak, anemone atau lainnya. resiliensi : kemampuan ekosistem untuk kembali ke domain

resistensi : kemampuan ekosistem untuk bertahan (tidak berubah) ketika terjadi gangguan.

tekanan (stress) : perubahan lingkungan secara perlahan dan kontinyu, yang masih dalam rentangan variasi yang normal dan biasanya berasal dari dalam ekosistem.

vektor cirri : suatu vektor yang tidak sama dengan nol dari suatu matriks kuadrat, yang jika dikalikan dengan matriks tersebut akan tetap proporsional dengan vektor asalnya (Wikipedia).

xi

xi

DAFTAR SINGKATAN

AMC : algae macro cover; tutupan makro-algae, kelimpahan algae berdaging.

ALC : algae (total) cover; tutupan seluruh algae yang meliputi makroalgae, turf algae, dan algae berkapur.

AOF : algae and other fauna; tutupan algae total ditambah tutupan fauna lain.

BNT : Bintan

BTM : Batam

BTN : Buton

CAC : coral Acroporidae cover; tutupan karang Acroporidae.

CFG : coral functional group; jumlah kelompok fungsional karang, yang dihitung berdasarkan jumlah bentuk tumbuh (life-form) karang dalam transek.

CGR : coral genera richness; kekayaan genus karang, yang dihitung berdasarkan jumlah genus karang dalam transek.

CMC : coral massive cover; tutupan karang bentuk massif, misalnya

Porites lobata, Goniastrea aspera, Montastrea annularis. CMS : coral massive and submassive; tutupan karang masif ditambah

tutupan karang sub-masif.

COC : coral cover, tutupan karang (total).

COREMAP : coral reef rehabilitation and management programe.

COT : crown of thorns; bintang laut mahkota berduri, pemangsa karang.

CRITC : coral reef information and training center, pusat informasi dan pelatihan terumbu karang.

CSC : coral submassive cover; tutupan karang bentuk sub-masif, misalnya Psamocora digitata, Pavona clavus, Pocillopora verrucosa.

CSN : coral small-size number; jumlah koloni karang ukuran kecil, yaitu 10 cm yang diukur dari panjang transek.

GBR : the Great Barrier Reef; gugusan terumbu karang yang terdapat di pesisir timur Australia.

IUCN : The International Union for the Conservation of Nature and Natural Resources, sebuah lembaga konservasi internasional

LGG : Lingga

MTW : Mentawai

NISEL : Nias Selatan

NOAA : National Oceanic and Atmospheric Administration

NTN : Natuna

OTF : other fauna; tutupan fauna lain yang biasanya terdiri atas echinodermata, karang lunak, kima dan molluska lain, zooanthidae, anemone, dan gorgonian.

P2O LIPI : Pusat Penelitian Oseanografi, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia

PKP : Pangkep

RJP : Raja Ampat

SHINDIA : Samudra Hindia

SLY : Selayar

SPASIFIK : Samudra Pasifik SUFLO : Sulawesi-Flores

SUND : Sunda

TPT : Tapanuli Tengah (Tapteng)

xiii

xiii

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL xv

DAFTAR GAMBAR xvii

DAFTAR LAMPIRAN xix

1 PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Tujuan Penelitian 8

1.3 Manfaat Penelitian 8

1.4 Hipotesis 10

1.5 Kebaruan 10

1.6 Ruang Lingkup Penelitian 12

1.7 Rancangan Penelitian 12

2 FORMULASI INDEKS RESILIENSI 15

2.1 Pendahuluan 15

2.2 Metode Penelitian 16

2.2.1 Penentuan peubah indikator 16

2.2.2 Pengumpulan data 23

2.2.3 Analisis data 25

2.3 Hasil-hasil Penelitian 27

2.3.1 Penentuan peubah indikator 27

2.3.2 Perumusuan indeks 29

2.3.3 Indeks resiliensi dan tutupan karang 33

2.3.4 Klasifikasi indeks 35

2.4 Pembahasan 36

2.5 Kesimpulan 38

3 UJI COBA PENGGUNAAN INDEKS DALAM PENILAIAN SPASIAL RESILIENSI TERUMBU KARANG

39

3.1 Pendahuluan 39

3.2 Metode penelitian 41

3.2.1 Pengumpulan data 41

3.2.2 Analisis data 42

3.3 Hasil-hasil Penelitian 43

3.3.1 Indeks resiliensi terumbu karang di Indonesia 43 3.3.2 Perbandingan peubah indikator indeks resiliensi 49

3.4 Pembahasan 53

Halaman 4 UJI COBA PENGGUNAAN INDEKS DALAM MENILAI

PERUBAHAN TEMPORAL RESILIENSI TERUMBU KARANG

61

4.1 Pendahuluan 61

4.2 Metode Penelitian 62

4.2.1 Pengambilan data 62

4.2.2 Analisis data 63

4.3 4.3 Hasil-hasil Penelitian 64

4.3.1 Dinamika temporal indeks resiliensi 64 4.3.2 Dinamika temporal peubah indikator indeks 70

4.4 Pembahasan 76

4.5 Kesimpulan 79

5 UJI COBA PENGGUNAAN INDEKS RESILIENSI DALAM MENILAI PEMULIHAN TERUMBU KARANG

81

5.1 Pendahuluan 81

5.2 Metode Penelitian 82

5.2.1 Pengumpulan data 82

5.2.2 Analisis data 85

5.3 Hasil-hasil Penelitian 86

5.3.1 Pemulihan terumbu karang dalam skala puluhan meter 86 5.3.2 Pemulihan terumbu karang dalam skala puluhan

kilometer

92

5.4 Pembahasan 95

5.5 Kesimpulan 100

6 PEMBAHASAN UMUM 103

6.1 Indeks Resiliensi Terumbu Karang 103

6.2 Penggunaan Indeks dalam Pengelolaan Terumbu Karang 107 6.3 Kekurangan Indeks dan Arahan Pengembangannya 112

7 KESIMPULAN 115

7.1 Kesimpulan Umum 115

7.2 Saran-saran 116

DAFTAR PUSTAKA 117

xv

xv

DAFTAR TABEL

Halaman 1 Daftar pengujian hipotesis nol dan statistik yang digunakan 11 2 Daftar 11 calon peubah indikator resiliensi terumbu karang

yang diperoleh dari kajian pustaka

17 3 Indeks korelasi antar calon peubah indikator resiliensi

terumbu karang.

27 4 Hasil analisis BEST untuk pengurangan jumlah peubah

indikator indikator

28 5 Nilai maksimum terumbu karang “super” yang menjadi

acuan penghitungan indeks resiliensi terumbu karang

30 6 Hasil penggunaan PCA pada enam indikator resiliensi

terumbu karang

31 7 Pembobotan indikator resiliensi terumbu karang dengan

menggunakan nilai komponen pertama dari PCA

32 8 Klasifikasi indeks resiliensi terumbu karang ke dalam lima

kategori

35 9 Perubahan rata-rata indikator indeks selama dua kurun

waktu di kawasan timur Indonesia

74 10 Perubahan rata-rata indikator indeks selama dua kurun

waktu di kawasan Indonesia Barat

75 11 Indeks resiliensi dan pemulihan terumbu karang di

Sumbawa Barat

88 12 Tutupan karang dan pemulihan terumbu karang di Sumbawa

Barat

91 13 Kebijakan pengelolaan untuk meningkatkan indeks

resiliensi terumbu karang.

xvii

xvii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1 Diagram alir rancangan penelitian 13

2 Peta lokasi pengambilan data CRITC-COREMAP pada tahun 2009 (lingkaran merah), dan lokasi pengambilan data di luar COREMAP pada periode 1992-1998 (lingkaran kuning).

24

3 Indeks resiliensi terumbu karang dan hubungannya dengan tutupan karang (COC), tutupan makroalga dan fauna lain (AOF), serta tutupan substrat yang tidak dapat ditempeli larva secara permanen (USS).

34

4 Perbandingan rata-rata indeks resiliensi terumbu karang antar formasi geologis.

44 5 Perbandingan rata-rata indeks resiliensi terumbu karang di

kawasan Indonesia Timur.

46 6 Perbandingan kelas indeks resiliensi antar terumbu karang

di kawasan Indonesia Timur.

47 7 Perbandingan rata-rata indeks resiliensi terumbu karang di

kawasan Indonesia Barat.

48 8 Perbandingan proporsi indeks resiliensi antar terumbu

karang di kawasan Indonesia Barat.

49 9 Perbandingan peubah indikator indeks resiliensi antar

sub-kawasan (formasi geologis).

50 10 Perbandingan tiga peubah (CFG, USS, CHQ) indikator

indeks resiliensi antar kabupaten, di kawasan timur dan barat Indonesia.

52

11 Perbandingan tiga peubah (CSN, COC, AOF) indikator indeks resiliensi antar kabupaten, di kawasan timur dan barat Indonesia.

53

12 Dinamika temporal rata-rata indeks resiliensi terumbu karang di kawasan Indonesia Timur.

65 13 Perubahan proporsi status resiliensi terumbu karang selama

empat tahun di kawasan Indonesia Timur.

66 14 Perbedaan pola perubahan indeks antara terumbu karang

yang memiliki indeks resiliensi kategori baik dan baik sekali dengan yang kategori kurang dan buruk, di kawasan Indonesia Timur.

Halaman 15 Dinamika indeks resiliensi terumbu karang di empat

kabupaten di kawasan barat Indonesia.

68 16 Perubahan proporsi status resiliensi terumbu karang di

empat kabupaten selama empat tahun, di kawasan Indonesia Timur.

69

17 Perbedaan pola perubahan indeks antara terumbu karang yang memiliki indeks resiliensi awal kategori baik dan baik sekali dengan yang kategori kurang dan buruk, di kawasan Indonesia Timur.

70

18 Perbandingan dinamika peubah indikator indeks resiliensi dalam skala ribuan kilometer, atau antara kawasan timur dan barat Indonesia.

71

19 Dinamika rata-rata peubah indikator indeks resiliensi terumbu karang, di empat kabupaten kawasan Indonesia Timur, dalam empat tahun pengamatan.

72

20 Dinamika peubah indikator indeks resiliensi di empat kabupaten kawasan Indonesia Barat, dalam tiga tahun pengamatan.

73

21 Peta lokasi pengambilan data terumbu karang PT NNT, yang datanya digunakan di dalam penelitian ini.

83 22 Dinamika indeks resiliensi pada terumbu karang di perairan

Sumbawa Barat.

87 23 Dinamika perubahan tutupan karang di lokasi penelitian,

dalam periode Oktober 1997-April 2010.

90 24 Rekaman suhu air laut bulanan di Teluk Benete, dalam

periode September 1999-September 2007.

90 25 Hasil analisis MDS terhadap indeks resiliensi terumbu

karang di Kabupaten Sumbawa Barat.

92 26 Dinamika rata-rata (±1SE) indeks resiliensi terumbu karang

di Kabupaten Sumbawa Barat, April 1997 sampai April 2010.

93

27 Hasil analisis MDS terhadap tutupan karang di Kabupaten Sumbawa Barat.

94 28 Dinamika rata-rata (±1SE) tutupan karang di Kabupaten

Sumbawa Barat, tahun 1997-2010.

xix

xix

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman 1 Penyusunan Rumus: Menghitung Nilai Faktor Koreksi (CF) 129

2 Analisis Statistik Bab 2 131

3 Protokol Penilaian Indeks Resiliensi Terumbu Karang 133

4 Analisis Statistik Bab 3 137

5 Analisis Statistik Bab 4 147

1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perubahan iklim global telah menempatkan terumbu karang berhadapan dengan sederet gangguan besar yang tidak dapat dihindari. Pemutihan karang karena suhu air laut yang meningkat diperkirakan akan semakin pendek siklusnya, dan akan menjadi peristiwa tahunan di kawasan Phuket dan the Great Barrier Reef (GBR) pada tahun 2030 (Hoegh-Guldberg 1999). Dengan frekuensi pemutihan karang secepat itu, sebagian besar populasi karang tidak cukup waktu untuk pulih kembali. Karang yang mampu berevolusi dengan cepat akan segera berhadapan dengan air laut yang suhunya tinggi dan semakin asam (Kleypas et al. 1999; Hoegh-Guldberg et al. 2007). Perubahan iklim global yang terjadi sekarang ini dikhawatirkan akan menjadi peristiwa kepunahan masal atau kiamat yang keenam di muka bumi (Veron 2010). Peningkatan dan pemeliharaan resiliensi ekosistem terumbu karang (ecosystem resilience), yaitu kemampuan ekosistem terumbu karang untuk menghadapi (mengabsorpsi) gangguan dan membangun kembali sistem yang didominasi karang (Hughes et al. 2007), merupakan satu-satunya upaya dalam pengelolaan terumbu karang untuk menghadapi gangguan yang terkait perubahan iklim global (Bellwood et al. 2004; Hoegh-Guldberg et al.

2007; Nystrom et al. 2008). Pengelolaan terumbu karang dapat mengurangi gangguan insani, sehingga resiliensi terumbu karang dapat ditingkatkan dan dijaga untuk menghadapi gangguan alami.

Sebagai ekosistem alami, gangguan (disturbance, perturbation) merupakan bagian dari faktor yang telah membentuk dan meningkatkan ketahanan terumbu karang, sehingga pengelolaan terumbu karang perlu memahami tanggapan terumbu karang terhadap gangguan. Secara alami, terumbu karang memiliki resiliensi yang tinggi terhadap semua gangguan yang ada (Done 1992; Connell 1997), sehingga telah mampu bertahan selama ratusan juta tahun (Grig 1994). Tetapi dampak negatif kehadiran manusia di bumi dalam dua abad terakhir telah menyebabkan resiliensi terumbu karang terhadap gangguan yang ada semakin kecil (Jackson 1997; Jackson et al. 2001). Secara umum gangguan yang berskala kecil, yang lebih jarang terjadi dan bersifat akut akan lebih mudah diatasi oleh

2

ekosistem. Sebaliknya, gangguan yang skalanya besar, dengan frekuensi kejadian yang tinggi, atau yang bersifat kronis akan lebih sulit untuk dihadapi oleh ekosistem terumbu karang (Connell 1997). Jika gangguan insani yang kronis bersinergi dengan gangguan alami dengan frekuensi dan skala yang besar, maka dapat menyebabkan ekosistem kehilangan resiliensinya dan mengalami pergantian fase atau phase shift (sensu Done 1992; Hughes 1994), yaitu terumbu karang yang secara alami didominasi oleh komunitas karang berubah menjadi didominasi oleh komunitas makroalgae.

Definisi resiliensi pertama kali dinyatakan oleh Holling (1973) sebagai ukuran ketahanan sistem dan kemampuannya mengabsorbsi perubahan dan gangguan dengan tetap menjaga hubungan antar populasi atau antar peubah pada kondisi yang sama. Holling dan Gunderson (2002) memberikan definisi resiliensi ekosistem sebagai besarnya gangguan yang dapat diterima sebelum sistem berubah strukturnya dengan berubahnya variabel dan proses yang mengendalikan perilakunya. Dengan mengadopsi definisi Holling, Folke et al. (2004) memberikan definisi umum resiliensi ekosistem sebagai ukuran besarnya gangguan yang dapat diterima oleh suatu sistem sebelum terjadi perubahan menjadi suatu kondisi (kestabilan) baru yang berbeda pengendalian struktur dan fungsinya. Holing juga membedakan antara resiliensi ekologis dengan resiliensi rekayasa (engineering). Definisi yang tersebut sebelumnya adalah resiliensi ekologis. Resiliensi rekayasa merupakan ukuran laju suatu sistem mencapai keseimbangan setelah gangguan berlalu. Resiliensi rekayasa ini dianggap tidak tepat untuk ekosistem yang memiliki kondisi keseimbangan yang banyak. Hughes et al. (2007) memberikan definisi yang khusus untuk resiliensi terumbu karang, yaitu kemampuan terumbu karang untuk menghadapi (mengabsorpsi) gangguan dan membangun kembali sistem yang didominasi karang. Walaupun semua definisi tersebut dapat menjelaskan arti dari resiliensi, teori resiliensi yang sudah terakumulasi belum dapat digunakan di dalam pengelolaan terumbu karang (Nystrom et al. 2008).

Banyak penelitian mengungkapkan bahwa resiliensi ekosistem sangat berkaitan dengan kenakeragaman hayati. Keanekaragaman yang tinggi menunjukkan ekosistem lebih resisten terhadap gangguan. Resistensi adalah

ketahanan suatu ekosistem terhadap gangguan, dan sulit dipisahkan dari resiliensi. Keanekaragaman hayati di tingkat genetik memberikan variasi tanggapan dari spesies yang sama terhadap gangguan yang sama. Karang yang bersimbiosis dengan zooxanthellae galur D dilaporkan lebih resisten terhadap pemutihan karang daripada yang bersimbiosis dengan galur A, B dan C (Glyn et al. 2001). Keanekaragaman hayati di tingkat spesies memberikan kekuatan kepada komunitas karang terhadap gangguan pemutihan karang dan pemangsaan oleh

Achanthaster plancii atau Drupella. Kedua pemangsa karang tersebut memiliki preferensi terhadap karang jenis Acroporidae and Pocilloporidae (Moran 1990; Cumming 1999), sehingga dalam intensitas gangguan yang sedang anggota komunitas karang lainnya tidak terganggu oleh pemangsa karang tersebut. Karang Acroporidae dan Pocilloporidae juga mempunyai resistensi yang lebih rendah terhadap pemutihan karang dibandingkan karang dari famili yang lainnya (Brown & Suharsono 1990; Feingold et al. 2001; dan yang lainnya). Jika resistensi komunitas karang tinggi maka keanekaragaman dan kelimpahan karang yang tersisa setelah gangguan juga tinggi, sehingga pemulihan komunitas menyerupai kondisi sebelumnya juga lebih cepat.

Keanekaragaman yang tinggi diperlukan untuk berlangsungnya proses-proses ekologis, tetapi resiliensi ekosistem tidak ditentukan oleh keanekaragaman spesies melainkan keanekaragaman fungsional (Peterson et al. 1998). Peran ekologis setiap anggota komunitas di dalam ekosistem dapat dikelompokkan ke dalam sejumlah kelompok fungsional. Kelompok fungsional komunitas karang dapat ditunjukkan oleh bentuk tumbuh koloninya. Secara konvensional, bentuk tumbuh karang dikelompokkan ke dalam 13 macam (English et al. 1994, 39). Walaupun masing-masing bentuk tumbuh dapat menyediakan fasilitas yang sama sebagai habitat, bentuk tumbuh tersebut mencerminkan derajat kompleksitas habitat yang berbeda-beda, sehingga merupakan kelompok fungsional yang berbeda. Suatu ekosistem dapat memiliki keanekaragaman spesies tinggi, tetapi jika ada satu kelompok fungsional penting yang tidak dapat berjalan fungsinya akan menyebabkan fungsi ekosistem terganggu. Dampak positif dari keanekaragaman di dalam fungsi ekologis terhadap fungsi ekosistem adalah dimungkinkannya terjadi penurunan keanekaragaman spesies oleh suatu gangguan

4

tanpa diikuti penurunan pada fungsi ekosistem (review in Srivastava & Vellend 2004). Di dalam kasus terumbu karang di Jamaica, misalnya, menghilangnya populasi penyu dan duyung tidak menyebabkan terjadinya pergantian fase, karena fungsi ekologisnya dapat digantikan oleh ikan herbivora (Jackson 1997).

Resiliensi ekologis juga sangat ditentukan oleh keselingkupan atau redundansi spesies dalam suatu skala dan redundansi fungsi ekologis antar skala (Peterson et al. 1998). Redundansi di dalam (intra) skala ditunjukkan oleh banyaknya spesies yang menjalankan fungsi ekologis yang sama, misalnya karang berbentuk massif. Koloni karang berbentuk masif menyediakan habitat yang dapat dihuni oleh ikan-ikan Serannidae dan Lutjanidae yang berukuran besar. Karang masif tersebut dapat berasal dari Faviidae, Poritidae, atau yang lainnya. Sedangkan masing-masing famili karang tersebut terdiri atas banyak spesies. Redundansi antar skala ditunjukkan oleh adanya sejumlah spesies dengan ukuran koloni yang berbeda tetapi menjalankan fungsi yang hampir sama. Karang masif kecil dan karang masif besar berfungsi sama sebagai tempat sembunyi ikan-ikan dari pemangsanya dengan skala yang berbeda.

Pemulihan ekosistem terumbu karang setelah berlalunya gangguan sangat tergantung pada memori ekologis ekosistem tersebut. Memori ekologis adalah komposisi dan distribusi organisme serta interaksinya dalam ruang dan waktu, termasuk pengalaman ‘life history’ dengan fluktuasi lingkungan (Nystrom & Folke 2001). Memori ekologis tersebut terdiri atas tiga komponen, yaitu warisan biologis dan struktural yang selamat dari gangguan (biological and structural legacy), organisme penghubung bergerak (mobile link), dan daerah pendukung (support area). Komponen pertama berfungsi sebagai memori internal, sedangkan komponen kedua dan ketiga berfungsi sebagai memori eksternal di dalam proses reorganisasi dan rekonstruksi ekosistem tersebut setelah gangguan.

Komponen biologis dan struktural yang selamat dapat menjadi komponen yang paling penting dalam reorganisasi ekosistem terumbu karang. Ketika suatu ekosistem mengalami gangguan, maka kemampuan reorganisasi dan rekonstruksi sistem tersebut sangat tergantung pada keanekaragaman spesies yang masih tersisa. Komunitas yang tersisa menentukan arah suksesi komunitas baru yang terbentuk setelah gangguan berlalu, baik komunitas karang, komunitas ikan,

maupun komunitas biota lainnya. Semakin tinggi keanekaragaman komunitas yang tersisa akan semakin mirip struktur dan komposisi komunitas baru tersebut dengan komunitas sebelumnya. Struktur yang selamat dari terumbu karang memberikan dua fasilitas dalam suksesi terumbu karang. Pertama, struktur karang mati dapat menjadi tempat penempelan larva karang atau benthos yang lainnya. Jika struktur tersebut stabil, maka kolonisasi karang dan benthos lainnya dapat berjalan lebih cepat dan komunitas karang yang baru lebih cepat terbentuk. Kedua, struktur terumbu karang menyediakan habitat bagi ikan-ikan karang. Ikan-ikan herbivora dan invertivora merupakan komponen ekosistem yang penting dalam menentukan arah suksesi terumbu karang (Bellwood et al. 2004).

Memori eksternal ekosistem, yaitu organisme penghubung yang bergerak (mobile link), dapat dibedakan sebagai kelompok yang bergerak pasif dan yang bergerak aktif (Nystrom & Folke 2001). Larva-larva karang, ikan, atau biota lainnya yang bergerak secara pasif dari satu terumbu ke terumbu lainnya merupakan komponen penghubung yang pasif. Komponen ini menyediakan suplai larva yang akan mengkolonisasi ruang terbuka akibat gangguan. Rekolonisasi terumbu karang melalui proses penyebaran larva ini sangat penting (Pearson 1981), karena ekosistem terumbu karang bersifat terbuka. Rekolonisasi akan memperkaya keanekaragaman hayati dan meningkatkan kelimpahan populasi. Pemulihan suatu terumbu karang sangat tergantung pada terumbu karang di sekitarnya, terutama bagi terumbu karang hilir (sink reef). Di dalam ekosistem yang bersifat terbuka, seperti terumbu karang, peranan organisme penghubung sangatlah besar. Hanya sebagian kecil larva karang yang diproduksi di suatu terumbu karang akan hidup menetap di habitat induknya. Larva karang mempunyai umur 23-244 hari (Graham et al. 2008), sehingga sebagian besar dari larva tersebut berpotensi hanyut oleh arus air laut dan kemudian hidup menetap di suatu terumbu karang yang lain. Penelitian genetika pada karang Goniastrea aspera menunjukkan bahwa karang di Okinawa Islands menerima larva dari karang di Kerama Islands, yang berjarak sekitar 50 km (Nishikawa & Sakai 2005). Kehadiran ikan herbivora dari terumbu lain juga sangat penting dalam proses suksesi terumbu karang. Intensitas herbivori yang rendah menyebabkan dominansi makroalgae atas komunitas karang (Hughes et al. 2007).

6

Ikan-ikan herbivora di terumbu karang terdiri atas empat famili, yaitu Achanthuridae, Scaridae, Siganidae dan Kyphosidae. Dari keempat famili tersebut, tiga famili yang pertama merupakan ikan herbivora utama. Russ (1984) yang melakukan survei herbivori pada sembilan terumbu karang di GBR, Australia, membatasi ikan herbivora pada famili Achanthuridae, Scaridae dan Siganidae. Di Lizard Island, GBR, dan sekitarnya, kelimpahan ketiga ikan herbivora utama masing-masing adalah Achanthuridae (54%), Scaridae (31%) dan Siganidae (14%) (Meekan & Choat 1997). Di San Blas Islands, Panama, Meekan & Choat juga melaporkan pola yang serupa, walaupun ada satu lokasi dimana Kyphosidae menunjukkan proporsi kelimpahan yang sebanding dengan Achanthuridae, Scaridae dan Siganidae. Di Ambergris Caye, Belize, komposisi biomassa ikan herbivora berbeda dari Lizard Island dan San Blas Islands tersebut dengan Scaridae (65,4%) paling dominan diikuti oleh Acanthuridae (30,1%) dan Pomacentridae (4,5%) (Williams et al. 2001). Dalam skala puluhan atau ratusan kilometer, hewan herbivora yang berperan penting dalam herbivori dapat berbeda. Pada terumbu karang di Nymph Island dan Turtle Group, GBR, ikan Scarus rivulatus dilaporkan merupakan herbivora yang paling penting (Hoey and Bellwood 2008), sedangkan ikan Siganus canaliculatus dilaporkan merupakan ikan herbivora penting pada terumbu karang di Pioneer Bay, Orphues Island (Fox and Bellwood 2008). Jarak antara kedua lokasi tersebut ratusan kilometer.

Sudah lama peneliti terumbu karang mencoba memahami resiliensi ekosistem terumbu karang. Pada saat ini pengetahuan tentang resiliensi terumbu karang seharusnya sudah cukup untuk melakukan sesuatu (Nystrom et al. 2008), sehingga teori resiliensi dapat segera digunakan di dalam praktek pengelolan terumbu karang. Dalam upaya mempertahankan dan meningkatkan tingkat resiliensi terumbu karang tersebut dibutuhkan kemampuan untuk mengenali lebih awal tingkat resiliensi terumbu karang. Pengukuran resiliensi terumbu karang merupakan langkah awal dalam penggunaan teori resiliensi di dalam pengelolaan terumbu karang.

Metode untuk mengukur tingkat resiliensi terumbu karang, sayangnya, masih dalam tahap awal pengembangannya. Pada saat ini, tersedia dua metode untuk menilai resiliensi terumbu karang, Obura dan Grimsditch (2009) telah

membuat panduan penilaian resiliensi terumbu karang, yang dipublikasikan oleh IUCN (the International Union for the Conservation of Nature and Natural Resources). Maynard et al. (2010) juga mengembangkan metode penilaian resiliensi terumbu karang. Kedua metode tersebut masih sulit diterapkan dalam skala besar di Indonesia, karena kurangnya dukungan financial dan kepakaran. Metode penilaian lain yang lebih mudah (praktis) dan murah sangat dibutuhkan agar dapat dilakukan oleh sebagian besar kabupaten di Indonesia.

Di Indonesia, sebagian besar penilaian kondisi terumbu karang dilakukan dengan metode transek garis, atau line intercept transect (LIT). Metode ini dikembangkan oleh Loya (1972, 1978) dan dibakukan oleh para peneliti terumbu karang ASEAN dan Australia sejak awal dekade 1990-an, misalnya P2O (Pusat Penelitian Oseanografi) LIPI di Indonesia dan PMBC (Phuket Marine Biological Center) di Thailand. Di Australia, metode LIT sudah diganti dengan metode transek video, video transect (VT). Metode LIT juga menjadi metode standar pada Proyek COREMAP (Coral Reef Rehabilitation and Management Program). Ribuan orang telah dilatih untuk menggunakan metode LIT tersebut, karena dapat digunakan baik untuk tujuan yang bersifat praktis (manajemen) maupun untuk tujuan publikasi ilmiah.

Penelitian ini dimaksudkan untuk mengembangkan metode penilaian resiliensi terumbu karang dengan menggunakan LIT. Banyak data yang sebenarnya dapat diinterpretasikan dari metode LIT (Marsh et al. 1984) bahkan dalam bentuknya yang paling sederhana, tetapi jarang dilakukan oleh peneliti terumbu karang. Pada saat ini, data yang diinterpretasikan dari metode LIT pada umumnya hanya tutupan karang, tutupan makroalgae, dan kekayaan spesies karang. Tutupan karang yang tinggi menunjukkan kondisi terumbu karang yang baik. Kondisi sebaliknya diinterpretasikan pada tutupan makroalgae yang tinggi. Di dalam penelitian ini, data yang dikoleksi dari metode LIT dimanfaatkan secara maksimal untuk menilai resiliensi terumbu karang. Data tentang jumlah bentuk-tumbuh (life form) dan ukuran koloni karang, misalnya, selama ini sulit diinterpretasikan untuk keperluan pengelolaan terumbu karang. Demikian juga dengan data tentang tutupan karang massif dan submasif serta tutupan karang

8

Acroporidae. Keempat data tersebut akan terintegrasikan di dalam sebuah indeks untuk menilai resiliensi terumbu karang.

Penelitian ini menjadi yang pertama mengembangkan metode penilaian resiliensi terumbu karang dengan data dari transek garis. Belum ada penilaian resiliensi terumbu karang yang menggunakan data dari transek garis, suatu metode penilaian terumbu karang yang paling umum digunakan di Indonesia dan kawasan negara-negara ASEAN (Association of South East Asian Nations).

1.2 Tujuan Penelitian

Secara umum tujuan dari penelitian ini adalah mengembangkan indeks resiliensi ekosistem dalam pengelolaan terumbu karang. Tujuan umum tersebut dicapai melalui 4 (empat) tahap penelitian, yaitu:

a) Penyusunan rumus (formulasi) indeks resiliensi ekosistem terumbu karang dengan menggunakan data dari transek garis (LIT).

b) Uji coba penggunaan indeks untuk menilai resiliensi terumbu karang di Indonesia

c) Uji coba penggunaan indeks untuk mengukur laju perubahan temporal indeks resiliensi terumbu karang di Indonesia.

d) Uji coba penggunaan indeks resiliensi untuk menilai dan memprediksi pemulihan terumbu karang dari gangguan yang bersifat akut dan berdampak langsung.

1.3. Manfaat Penelitian

Penilaian resiliensi terumbu karang merupakan langkah penting dalam pengelolaan pesisir terpadu (ICZM, Integrated Coastal Zone Management; atau ICM, Integrated Coastal Management). Pengukuran resiliensi terumbu karang menjadi salah satu alat dalam analisis resiko lingkungan (ERA, Environmental Risk Analysis) untuk implementasi pengelolaan yang berbasis ekosistem (EBM,

Ecosystem-Based Management). Pendekatan EBM merupakan salah satu prinsip dasar di dalam penerapan ICM (Chua 2006, 94). Penelitian ini memiliki posisi yang sangat penting karena sudah waktunya teori resiliensi digunakan dalam implementasi pengelolaan terumbu karang (Nystrom et al. 2008).

Perencanaan pengelolaan terumbu karang seharusnya didasarkan pada 3 (tiga) kriteria (Done 1995), yaitu: 1) penilaian kawasan yang memiliki resiko tinggi, 2) penilaian resiko kehilangan (kerugian) secara kuantitatif, dan 3) penilaian kemampuan terumbu untuk pulih dalam arti suksesi dan biokonstruksi. Terumbu karang yang mempunyai nilai tinggi dan resiko tinggi mendapatkan prioritas yang tinggi dalam pengelolaan. Terumbu karang yang kerusakannya sulit tergantikan juga lebih diprioritaskan. Terumbu karang yang peluang pemulihannya tinggi akan mendapat prioritas yang tinggi pula dalam pengelolaan. Jika terumbu karang memiliki peluang pemulihan rendah, maka sulit untuk memberikan jaminan bahwa upaya dan biaya yang dicurahkan di dalam pengelolaan akan membuahkan hasil yang sepadan. Penilaian tingkat resiliensi terumbu karang merupakan kriteria ketiga dari perencanaan pengelolaan terumbu karang, yaitu penilaian peluang pemulihan terumbu karang.

Tingkat resiliensi terumbu karang hendaknya merupakan salah satu komponen yang penting dalam pemilihan kawasan konservasi terumbu karang. Terumbu karang yang memiliki tingkat resiliensi lebih tinggi lebih berharga untuk dikonservasi daripada yang resiliensinya rendah. Sayangnya hingga saat ini belum ditemukan bagaimana resiliensi ekologis terumbu karang dapat dikenali atau diukur secara praktis. Pemilihan kawasan konservasi terumbu karang sebagian besar masih dilakukan secara konvensional didasarkan pada kelimpahan dan keanekaragaman komunitas karang dan komunitas ikan. Tetapi terumbu karang yang tutupannya baik dan jumlah spesies karang tinggi belum tentu mencerminkan resiliensi yang tinggi.

Manfaat dari penelitian ini secara umum sebagai berikut:

a) Indeks resiliensi terumbu karang sangat bermanfaat dalam pemilihan lokasi kawasan konservasi terumbu karang, dan penentuan zonasi dalam pengelolaan terumbu karang. Indeks resiliensi yang didapatkan dari penelitian ini akan menjadi salah satu indikator penentu di dalam perencanaan zonasi.

b) Indeks resiliensi terumbu karang juga bermanfaat di dalam memilih pendekatan pengelolaan yang diperlukan untuk memelihara atau meningkatkan resiliensi terumbu karang. Komponen-komponen ekosistem

10

yang memiliki kontribusi besar terhadap indeks merupakan faktor yang harus ditingkatkan dalam memelihara atau meningkatkan resiliensi terumbu karang.

c) Indeks resiliensi terumbu karang sangat penting untuk melakukan ERA (Environmental Risk Assessment) dalam kerangka ICM. Terumbu karang yang indeks resiliensinya rendah memiliki resiko yang lebih besar daripada yang resiliensinya tinggi. Terumbu karang di kawasan Asia Tenggara memiliki ancaman gangguan insani dan alami yang sangat besar (Burke et al. 2002).

1.4 Hipotesis

Penelitian ini merupakan penelitian pengembangan metode penilaian terumbu karang, khususnya indeks resiliensi terumbu karang. Tidak ada hipotesis yang akan diuji secara khusus. Penggunaan sejumlah statistik dalam penelitian ini dimaksudkan untuk mengkonfirmasi adanya perbedaan antara dua atau lebih kondisi dari penerapan indeks resiliensi (Tabel 1).

1.5 Kebaruan (Novelty)

a) Rumus indeks resiliensi yang dikembangkan di dalam penelitian ini merupakan rumus yang baru untuk menilai resiliensi terumbu karang. Rumus yang dimodifikasi dari indeks resiliensi komunitas tanah dari Orwin dan Wardle (2004) tersebut memiliki karakteristik yang jauh berbeda dari rumus awalnya, misalnya perubahan nilai acuan peubah indikator indeks dari komunitas kontrol dengan komunitas super dan ditambahkannya faktor koreksi.

b) Penggunaan indeks resiliensi ekosistem untuk menilai dan memprediksi pemulihan terumbu karang juga belum pernah dilakukan sebelumnya. Baik Obura dan Grimsditch (2009) maupun Maynard et al. (2010) keduanya tidak merumuskan model persamaan regresi untuk memprediksi laju pemulihan terumbu karang.

Tabel 1 Daftar pengujian hipotesis nol dan satistik yang digunakan.

Hipotesis nol yang diuji Statistik Bab

1) Tidak ada perbedaan rata-rata indeks resiliensi antara kawasan Indonesia Barat dan Indonesia Timur.

Uji t 3

2) Tidak ada perbedaan rata-rata indeks resiliensi antar-fisiografi laut.

Anova satu faktor

3 3) Tidak ada perbedaan rata-rata indeks resiliensi

antar-kabupaten di kawasan Indonesia Timur.

Anova satu faktor

3 4) Tidak ada perbedaan rata-rata indeks resiliensi

antar-kabupaten di kawasan Indonesia Barat.

Anova satu faktor

3 5) Tidak ada perbedaan komposisi peubah indikator

indeks resiliensi antar-fisiografi laut.

Anosim 3 6) Tidak ada perbedaan komposisi peubah indikator

indeks resiliensi antar-kabupaten di kawasan Indonesia Timur.

Anosim 3

7) Tidak ada perbedaan komposisi peubah indikator indeks resiliensi antar-kabupaten di kawasan Indonesia Barat.

Anosim 3

8) Tidak ada perbedaan rata-rata indeks antar-waktu dan antar-kabupaten di kawasan Indonesia Timur.

Anova dua faktor

4 9) Tidak ada perbedaan rata-rata indeks antar-waktu

dan antar-kabupaten di kawasan Indonesia Timur.

Anova dua faktor

4 10) Tidak ada hubungan regresi antara nilai awal

indeks dengan dampak gangguan.

Anova satu faktor

5 11) Tidak ada hubungan regresi antara nilai awal

indeks dengan pemulihan indeks.

Anova satu faktor

5 12) Tidak ada hubungan regresi antara tutupan karang

awal dengan dampak gangguan.

Anova satu faktor

5 13) Tidak ada hubungan regresi antara tutupan karang

awal indeks dengan pemulihan tutupan karang.

Anova satu faktor

5

c) Peubah CHQ, USS, dan AOF yang digunakan di dalam indeks juga merupakan peubah baru yang belum pernah digunakan peneliti lain untuk tujuan penilaian indeks resiliensi maupun untuk tujuan penilaian kondisi terumbu karang lainnya.

d) Penggunaan data dari transek garis di dalam penilaian resiliensi terumbu karang juga belum pernah dilakukan oleh peneliti lain. Penelitian lain menggunakan penilaian pakar dan praktisi (Maynard et al. 2010), atau menggabungkan metode foto kuadrat dan transek titik dengan lima metode lainnya (Obura & Grimsditch 2009).

12

1.6 Ruang Lingkup Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk menyusun indeks resiliensi terumbu karang yang menggunakan data transek garis. Penggunaan transek garis dalam penilaian resiliensi terumbu karang sangat penting karena metode transek garis merupakan metode penilaian kondisi terumbu karang yang paling populer di Indonesia dan Asia Tenggara. Untuk memvalidasi kegunaan indeks, tiga uji coba indeks dilakukan untuk membandingkan resiliensi terumbu karang secara spasial dan temporal.

Hasil utama yang diharapkan dari penelitian ini adalah: (1) Rumus penilaian indeks resiliensi terumbu karang.

(2) Protokol penilaian indeks resiliensi terumbu karang.

(3) Persamaan regresi untuk memprediksi pemulihan terumbu karang.

1.7. Rancangan Penelitian

Penelitian ini terdiri dari 4 (empat) tahapan, yang masing-masing dibahas di dalam bab yang terpisah. Tahapan yang paling lama waktunya adalah tahapan pertama, yang dapat dibagi lagi dalam lima sub-tahapan, yaitu: (a) penyaringan data, (b) modifikasi rumus indeks, (c) penentuan calon peubah indikator, (d) pemilihan peubah indikator, serta (e) pembobotan peubah indikator dan (f) penentuan faktor koreksi dan konstanta. Tahapan kedua hingga keempat merupakan validasi dari kegunaan indeks di dalam pengelolaan terumbu karang. Secara umum rancangan penelitian ini disajikan dalam Gambar 1.

Tahapan pertama adalah penyusunan rumus atau formulasi indeks resi-liensi, yang akan disajikan pada bab 2. Di dalam formulasi indeks tersebut digunakan data yang telah dikoleksi sebelumnya oleh P2O LIPI. Dalam tahapan ini digunakan data 1240 transek, yang berasal dari 540 transek di luar COREMAP dan 700 transek COREMAP tahun 2009.

14

Tahapan kedua adalah uji coba penggunaan rumus indeks untuk membandingkan resiliensi terumbu karang di 15 kabupaten, yang menjadi lokasi proyek COREMAP. Penelitian ini merupakan validasi kegunaan indeks untuk membandingkan resiliensi terumbu karang secara spasial. Penelitian tahap kedua ini juga menggunakan data dari P2O LIPI yang dikoleksi untuk proyek COREMAP pada tahun 2009, yang berjumlah 649 transek. Penelitian tahap kedua ini ditulis di dalam bab 3.

Tahapan ketiga yang disajikan pada bab 4 menggunakan sumber data yang sama dengan penelitian tahap kedua. Karena pada tahap ketiga ini bertujuan untuk melihat perubahan indeks resiliensi secara temporal, maka selain digunakan data COREMAP tahun 2009 juga digunakan data tahun 2008, 2007, dan 2006. Sebenarnya COREMAP pernah mengambil data pada tahun-tahun sebelumnya, tetapi yang tersedia dalam bentuk LFT (life form table) dan TLT (taxon length table) paling awal adalah tahun 2006.

Pada penelitian tahap keempat bertujuan mengkaji perilaku indeks dalam proses pemulihan terumbu karang. Kebutuhan akan data terumbu karang runut waktu dari transek permanen dengan kurun waktu lama, lebih dari 10 tahun, merupakan hal yang sulit dipenuhi oleh lembaga penelitian dan universitas di Indonesia. Kegiatan seperti itu mungkin pernah dilakukan oleh lembaga penelitian dan universitas, tetapi penyimpanan data yang baik masih menjadi masalah utama. Data dengan sifat demikian hanya dapat dipenuhi oleh perusahaan multinasional PT. Newmont Nusa Tenggara (NNT). Penelitian tahap keempat disajikan dalam bab 5.

15

2 FORMULASI INDEKS RESILIENSI

2.1. Pendahuluan

Pengukuran kualitas suatu ekosistem merupakan tahapan yang sangat penting di dalam pengelolaan. Mengenali karakteristik dari suatu ekosistem merupakan langkah awal di dalam membuat rencana pengelolaan yang efektif. Salah satu komponen kualitas ekosistem terumbu karang adalah resiliensi, yaitu potensi pemulihan terumbu karang jika terjadi gangguan. Semakin tingginya ancaman terhadap kerusakan terumbu karang di era perubahan iklim global, membuat posisi resiliensi ekosistem semakin penting. Sayangnya, metode pengukuran resiliensi ekosistem tersebut masih dalam proses pengembangan.

Di dalam awal bab ini perlu diklarifikasikan lebih dahulu tentang penggunaan kata ‘indeks’, ‘indikator’, dan‘peubah (variabel)’, yang akan banyak digunakan di dalam disertasi ini. Penggunaan istilah ‘indeks’ dan ‘indikator’ yang sangat bervariasi di dalam ekologi telah membingungkan dan multi-tafsir (Heink & Korawik 2010). Indeks dapat didefinisikan sebagai sebuah indikator ekologis yang secara kuantitatif mendeskripsikan kondisi dari suatu lingkungan atau ekosistem (Lin et al. 2009). Kompleksitas ekosistem yang disederhanakan di dalam sebuah indeks menuntut formulasi indeks tidak cukup hanya melibatkan sebuah peubah. Sebuah indeks disusun menggunakan sejumlah peubah yang terintegrasi di dalam sebuah rumus penghitungan indeks. Peubah yang digunakan di dalam penghitungan suatu indeks disebut sebagai peubah indikator indeks atau peubah indikator.

Secara konvensional kondisi terumbu karang dinilai berdasarkan tutupan dan keanekaragaman spesies karang, serta kelimpahan dan keanekaragaman ikan terumbu karang (English et al. 1994). Data keanekaragaman karang seringkali kurang meyakinkan karena sedikitnya ahli taksonomi karang di Indonesia. Keanekaragaman spesies karang juga tidak dapat dianggap sebagai jaminan dari resiliensi terumbu karang. Keanekaragaman fungsional dapat lebih penting untuk menjalankan fungsi ekosistem daripada keanekaragaman komposisional (Peru & Doledec 2010). Pentingnya keanekaragaman fungsional memungkinkan ekosistem kehilangan spesies tanpa mengalami perubahan fungsi.

16

Tutupan karang sebagai indikator kondisi terumbu karang sudah lama mendapat keluhan, misalnya Pearson (1981) dan Done (1988), tetapi belum ada penggantinya yang lebih baik. Kekurangan dari tutupan karang sebagai satu-satunya indikator ekologis adalah tidak mencerminkan struktur komunitas dan kompleksitas habitat. Conservation International (CI) telah mengembangkan sebuah indeks untuk mengukur kualitas atau “kesehatan” terumbu karang yang disebut Reef Condition Index (RCI). RCI dihitung berdasarkan 10 peubah kerusakan terumbu karang dan tutupan karang. Kesebelas peubah tersebut diklasifikasikan ke dalam 4 (empat) kategori dan masing-masing diberi bobot, sebagai bonus atau penalti (Mckenna et al. 2002, p. 68). Penghitungan ini menghasilkan sebuah angka yang dianggap mencerminkan kondisi umum terumbu karang. Pengelompokan data tutupan karang dan penilaian peubah lain dilakukan dengan menggunakan skor skala 1-4. Pembulatan nilai peubah dengan skor membuat RCI menjadi indeks yang kurang sensitif terhadap perubahan komunitas.

Penelitian ini dimaksudkan untuk menyusun suatu rumus matematis yang dapat digunakan untuk menilai tingkat resiliensi terumbu karang. Tingkat resiliensi terumbu karang dalam arti kecepatan komunitas karang pulih kembali dari gangguan, tidak dapat dinilai hanya dari tutupan karang. Indeks resiliensi yang akan dikembangkan didasarkan pada metode transek garis, sebuah metode yang sudah sangat popular digunakan di Indonesia dan kawasan Asia Tenggara.

2.2 Metode Penelitian

2.2.1 Penentuan peubah indikator

Berdasarkan kajian pustaka diperoleh 11 peubah yang dapat menjadi calon peubah indikator resiliensi terumbu karang. Kesebelas peubah tersebut mewakili 6 (enam) komponen atau faktor yang berperan besar di dalam pemulihan terumbu karang (Tabel 2), jika terjadi gangguan yang berdampak akut dan berkaitan langsung dengan kelulushidupan karang.

Indeks resiliensi yang dikembangkan dirancang untuk mengukur secara kuantitatif kemampuan terumbu karang pulih kembali ketika mengalami gangguan kematian karang masal. Di dalam terumbu karang, komunitas karang

merupakan komponen utama pembentuk ekosistem terumbu karang, sehingga pemulihan komunitas karang merupakan indikator utama dari pemulihan terumbu karang.

Tabel 2 Daftar 11 peubah indikator resiliensi terumbu karang yang diperoleh dari kajian pustaka.

Komponen Peubah indikator Unit/penjelasan

A. Warisan biologis (Biodiversity)

1) Kekayaan genus (CGR: coral

genera richness)

2) Kekayaan kelompok fungsional

(CFG: coral functional group)

jumlah genus

jumlah bentuk tumbuh (life form)

B. Warisan struktural (Habitat complexity and substrate)

3) Karang masif dan submasif

(CMC dan CSC: coral massive

and sub-massive covers)

4) Susbtrat yang tidak dapat dihuni

(USS: unsuitable settlement

substrate)

% tutupan CMC+CSC

% tutupan pasir (S) dan lumpur (SI)

C. Biota yang datang (Mobile link,

Recruitment)

5) Jumlah kelas ukuran koloni

(CSC: coral size classes)

6) Jumlah karang ukuran kecil

(CSN: coral small-size number)

jumlah kelas, dengan interval 10 cm jumlah koloni kecil D. Produktivitas

(Regimes)

7) Karang (CCO: coral cover)

8) Algae (ALC: algal cover)

9) Fauna lain (OTF: other fauna

cover)

% tutupan karang % tutupan algae % tutupan OTF E. Herbivori

(Herbivory)

10) Algae berdaging (AMC:

macroalgal cover)

% tutupan makroalgae (MA)

F. Kualitas perairan (Water quality)

11) Karang Acropora (CAC: coral

Acropora cover)

% tutupan karang

Acropora

Proses pemulihan kembali terumbu karang tersebut tergantung pada:

(a) Warisan biologis, berupa karang yang selamat dari gangguan. Besar kecilnya warisan biologis tersebut ditentukan oleh keanekaragaaman hayati komunitas karang saat ini. Karang dari spesies tertentu, genus tertentu, atau dengan bentuk tumbuh tertentu lebih tahan terhadap gangguan daripada yang lainnya (Brown & Suharsono 1990; Gleason 1993; Marshall & Baird 2000; Ninio & Meekan 2002). Karang yang selamat dari gangguan dapat mempercepat rekolonisasi ruang yang terbuka, baik dari larva yang dihasilkan (Miller & Mundy 2003; Starger et al. 2010), dari rekruitmen secara vegetatif (Williams

18

Peubah indikator dari keanekaragaman hayati karang yang digunakan adalah keanekaragaman genus (CGR, coral genera richness), dan keanekaragaman bentuk tumbuh atau kelompok fungsional karang (CFG, coral functional groups). Keanekaragaman spesies tidak digunakan karena tingginya tingkat kesulitan identifikasi karang ke tingkat spesies di dalam air, dan kurangnya ahli taksonomi karang di Indonesia (Erdinger & Risk 2000).

(b) Warisan struktural adalah bentuk fisik terumbu karang yang akan bertahan ketika terjadi gangguan. Warisan struktural ini berupa kompleksitas habitat dan substrat yang dapat ditumbuhi karang. Habitat yang kompleks dapat menjaga keanekaragaman ikan (Wilson et al. 2007) dan kelangsungan proses herbivori (Ledlie et al. 2007), serta meningkatkan rekruitmen karang (Petersen

et al. 2005), sehingga sangat penting dalam pemulihan komunitas karang. Kompleksitas habitat terumbu karang biasanya diukur dengan indeks spasial (Rogers et al. 1983), indeks permukaan (Roberts & Ormond 1987), atau penilaian visual (Wilson et al. 2007). Di dalam penelitian ini, yang menggunakan data transek garis, ukuran kompleksitas habitat diperkirakan berdasarkan tutupan karang masif (CMC, coral massive cover) dan submasif (CSC, coral submassive cover). Keduanya dapat dijadikan satu peubah sebagai CMS (coral massive submassive). CMS, disamping memiliki kepadatan kerangka yang tinggi juga banyak dilaporkan merupakan kelompok yang tahan (resistant) terhadap gangguan (Gleason 1993; Ninio & Meekan 2002). Pada terumbu karang yang mengalami kematian masal, semua bentuk tumbuh karang yang lain akan segera menjadi pecahan karang (rubble) karena memiliki kepadatan kerangka kapur yang jauh lebih rendah. Kelimpahan CMS yang tinggi dapat menjamin ketersediaan habitat yang kompleks ketika terjadi gangguan kematian karang secara masal. Sayangnya kelimpahan CMS tidak hanya menunjukkan kompleksitas habitat yang tinggi tetapi juga berkaitan dengan kualitas air yang buruk, misalnya dekat sumber polusi dari daratan (Erdinger & Risk 2000). Hubungan antara kelimpahan CMS dengan resiliensi menjadi tidak linier, melainkan seperti parabola (kuadratis), sehingga tidak dapat secara langsung dijadikan sebagai peubah indikator dari resiliensi terumbu karang.

Sebagian struktur terumbu karang merupakan substrat keras yang stabil sehingga dapat ditumbuhi larva karang, tetapi sebagian lainnya tidak. Besarnya jumlah substrat yang dapat ditumbuhi oleh karang sulit diukur pada transek, karena sebagian substrat stabil tersebut sedang ditumbuhi dan tertutup oleh karang atau oleh biota lainnya. Di dalam penelitian ini peubah indikator yang digunakan adalah besarnya substrat yang tidak dapat digunakan larva karang untuk menempel dan tumbuh (USS, unsuitable settlement subsrate), sehingga tidak ditumbuhi karang atau benthos lainnya, yaitu tutupan pasir dan lumpur. Peubah indikator USS tersebut bersifat negatif terhadap potensi pemulihan karang sehingga memiliki tanda kurang (-) di dalam rumus indeks. Substrat pecahan karang, karang mati, dan batu kapur (rock) dapat berfungsi sebagai substrat penempelan larva karang ketika dalam kondisi stabil. Jika pecahan karang tersebut belum stabil saat ini, mereka akan menjadi stabil di lain waktu setelah banyak mendapat sedimentasi kapur perekat dari algae berkapur.

(c) Komponen biota yang datang (mobile link) dapat berupa karang, ikan terumbu, maupun biota yang lainnya. Pemulihan komunitas karang sangat tergantung pada datangnya larva karang, yang menjadi faktor utama keterkaitan antar terumbu. Kedatangan ikan terumbu dan biota lain dapat menjadi bagian penting dari proses rekruitmen karang, tetapi tidak berpengaruh secara langsung pada pemulihan karang. Data rekruitmen karang tidak tersedia di dalam transek garis, sehingga digunakan pendekatan lain untuk mewakili rekruitmen karang, yaitu ukuran koloni karang.

Di dalam penelitian ini rekruitmen karang diukur berdasarkan ukuran koloni karang di transek garis. Transek garis dapat digunakan untuk memperkirakan ukuran koloni karang (Marsh et al. 1984), dengan menggunakan rumus tertentu. Ukuran koloni ditentukan sebagai panjang potongan transek (intercept chord) yang melintasi bagian koloni tersebut, karena penggunaan rumus yang rumit dianggap tidak praktis bagi pengelola (manajer) kawasan terumbu karang. Cara pendugaan yang praktis ini juga tidak berpengaruh pada hasil penelitian, karena tujuan utama penelitian bukan untuk mengetahui ukuran koloni karang.

20

Jika di suatu terumbu terjadi rekruitmen yang berkesinambungan maka struktur komunitas karang akan memiliki banyak ukuran koloni, atau rentangan ukuran koloni terkecil dengan terbesar lebar. Peubah indikator jumlah kelas ukuran koloni (CCS, coral colony size), dengan interval ukuran koloni 10 cm (panjang transek) digunakan untuk melihat kesinambungaan rekruitmen karang. Jumlah koloni pada kelas ukuran koloni yang terkecil ( 10 cm) dapat mencerminkan proses reskruitmen pada terumbu karang tersebut, sehingga dapat digunakan juga sebagai indikator dari rekruitmen karang. Secara konvensional, rekruitmen karang di habitat alami diukur berdasarkan jumlah anakan karang atau juvenile yang didefinisikan sebagai koloni karang berukuran 5 cm (Van Moorsel 1985; Golbuu et al. 2007), 2 dan 5 cm (Miller

et al. 2000), 0.5-5.0 cm (McClanahan et al. 2005), dan 2-40 mm (Edmunds et al. 2004). Di dalam penelitian ini rekruitmen karang diestimasi berdasarkan jumlah koloni karang yang berukuran kecil (CSN, coral small-size number), yaitu yang mempunyai ukuran 1-10 cm panjang transek. Batasan ukuran koloni ini tidak memiliki makna secara biologis dan ekologis, tetapi dapat menunjukkan ada tidaknya proses rekruitmen karang di terumbu karang tersebut.

(d) Produktivitas ekosistem juga merupakan faktor yang penting dari resiliensi terumbu karang. Kelimpahan karang (COC, coral cover) sudah lama dijadikan sebagai indikator utama kondisi terumbu karang. Walaupun hal ini tidak selalu efektif (Erdinger & Risk 2000), peneliti dan pengambil kebijakan belum melihat alternatif lain yang lebih baik dan praktis seperti peubah tutupan karang. Pada komunitas yang telah mengalami pergantian fase (phase shift), maka kelimpahan karang akan digantikan oleh makroalgae dan fauna lain, misalnya sponge, karang lunak, atau anemon (Hughes 1994; Fox et al. 2003; Tkachenko et al. 2007; Norstrom et al. 2009).

Sebagai peubah indikator dari komunitas alternatif setelah hilangnya dominansi karang adalah kelimpahan makroalgae atau fauna lain. Baik makroalgae maupun fauna lain ternyata keduanya memiliki kelimpahan yang sedikit pada terumbu karang Indonesia, secara berurutan mempunyai rata-rata (±SD) adalah 2.18±7.61% dan 8.05±11.28%, dan rentangan 100% dan

0-81.1%. Nilai rata-rata yang kecil dengan rentangan yang sangat besar merupakan indikasi peubah yang memiliki sumbangan ragam kecil. Jika kedua peubah tersebut digabungkan menjadi satu peubah indikator dari resiliensi terumbu karang, maka peubah tersebut masih kurang berpengaruh. Di antara lima kelompok algae yang paling dominan adalah algae turf (turf algae), yaitu kelompok algae yang berfilamen, tidak berdaging; yang memiliki rata-rata tutupan 18.93±19.99%. Algae berfilamen merupakan pesaing karang yang penting (Jompa & McCook 2003a, 2003b), disamping makroalgae. Agar biota dominan alternatif di terumbu karang menjadi peubah yang sebanding dengan tutupan karang, maka digunakan peubah indikator gabungan yang meliputi semua jenis algae dan fauna lain, dengan nama AOF (algae-other-fauna). Pada terumbu karang di Indonesia kelimpahan rata-rata AOF 30.57±24.24% dan rentangan 0-100%. Penggunaan semua jenis algae sebagai indeks kesehatan terumbu karang sudah pernah disarankan Bahartan et al. (2010). (e) Herbivori merupakan satu proses ekologis yang sangat penting pada resiliensi

ekosistem terumbu karang. Herbivori merupakan satu-satunya mekanisme yang dapat mengendalikan kelimpahan makroalgae. Jika pertumbuhan makroalgae tidak dikendalikan maka komunitas makroalgae akan segera mendominasi terumbu karang (Hughes et al. 2007). Dominansi makroalgae berdampak negatif pada komunitas karang batu. Herbivori menyediakan ruang kosong untuk penempelan larva karang. Herbivora yang besar tidak hanya mencabik makroalgae tetapi juga memarut dasar terumbu tempat tumbuhnya makroalgae. Bagian kapur terumbu yang terbuka akibat cabikan tersebut akan segera ditumbuhi oleh bakteri dan layak untuk menjadi tempat penempelan larva planula karang.

Meskipun herbivori penting, penggunaan ikan herbivora sebagai peubah indikator resiliensi tidak mudah. Di dalam komunitas ikan herbivora, spesies yang berperan penting sangat tergantung pada komposisi komunitas makroalgae (Fox & Bellwood 2008; Hoey & Bellwood 2008). Herbivori yang sangat penting juga kadang diperankan oleh ikan yang umumnya dikelompokkan sebagai invertivora, misalnya Platax pinnatus di Orpheus Island (Bellwood et al. 2006). Redundansi peran ikan herbivora dengan

22

Diadema antillarum juga bervariasi antar lokasi (Carpenter 1990). Pengukuran intensitas herbivori lebih reliabel dilakukan pada dampak herbivori, yaitu kelimpahan makroalgae. Pada kondisi herbivori rendah komunitas makroalgae atau turf algae akan mempunyai kelimpahan yang tinggi (Littler et al. 2006), tergantung pada nutrient yang tersedia. Dengan menggunakan kelimpahan atau tutupan makroalgae (AMC, algae macro cover), pengukuran dampak herbivori lebih langsung dan datanya dapat diperoleh dari transek garis. Sebagaimana dijelaskan sebelumnya bahwa tutupan makroalgae (AMC) digabungkan dengan peubah yang lain menjadi AOF (algae dan faua lain).

(f) Kualitas perairan merupakan komponen yang sangat penting di dalam resiliensi terumbu karang. Air yang keruh atau banyak sedimen merupakan tekanan lingkungan yang menurunkan resiliensi terumbu karang. Di dalam data transek garis, komponen yang dapat berkaitan dengan kondisi perairan yang baik adalah karang Acroporidae (Done 1982; Erdinger & Risk 2000). Disamping itu, Acroporidae juga mencerminkan kondisi resiliensi yang tinggi karena komunitas karang Acropora berkaitan dengan pemulihan tutupan karang yang cepat (Ninio & Meekan 2002; Wakeford et al. 2008). Pentingnya karang Acropora sebagai indikator dari indeks resiliensi ini sangat disarankan oleh Dr. Brian Keller, peneliti NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), suatu lembaga yang mengelola terumbu karang di Florida Keys.

Sebaliknya, jika terjadi gangguan yang menyebabkan kematian masal karang, maka karang Acropora menjadi salah satu kelompok karang yang paling rentan (Brown & Suharsono 1990; Ninio & Meekan 2002). Kelimpahan karang Acropora yang terlalu tinggi menunjukkan kompleksitas habitat yang rendah. Kerangka karang Acropora yang sudah mati mudah patah dan menjadi puing pecahan karang, sehingga permukaan terumbu karang hampir menjadi rata kehilangan struktur tiga dimensi. Kelimpahan karang Acropora perlu dipadukan dengan kelimpahan karang masif dan submasif untuk menunjukkan kualitas perairan yang baik dan kompleksitas habitat yang tinggi.

3. Regresi antara nilai awal tutupan karang dengan dampak gangguan Statistik Regresi

R berganda 0.9322

R kuadrat 0.8689

R kuadrat

disesuaikan 0.8361

Galat baku 9.3895

Pengamatan 6

ANOVA

df SS MS F Sig. F

Regresi 1 2337.6483 2337.6483 26.5150 0.0067

Residual 4 352.6536 88.1634

Total 5 2690.3019

Koeficien Galat baku t Stat P-value

Intersep -9.5682 6.7624 -1.4149 0.2300

Tutupan awal 0.9065 0.1760 5.1493 0.0067

4. Regresi antara nilai awal tutupan karang dengan pemulihan tutupan karang Statistik Regresi

R berganda 0.9733

R kuadrat 0.9474

R kuadrat

disesuaikan 0.9342

Galat baku 1.6044

Pengamatan 6

ANOVA

df SS MS F Sig. F

Regresi 1 185.3750 185.3750 72.0185 0.0011

Residual 4 10.2960 2.5740

Total 5 195.6710

Koefficien Galat baku t Stat P-value

Intersep -2.2932 1.1555 -1.9846 0.1182

5. Analisis MDS pada indeks resiliensi terumbu karang MDS

Non-metric Multi-Dimensional Scaling Lembar kerja kesamaan

Nama: Resem2 Tipe data: Similarity Pemilihan: Semua Parameters

Stress rumus Kruskal: 1 Stress minimum: 0.01

Konfigurasi 3-d terbaik (Stress: 0.09) Sampel 1 2 3 % 1997.3 -0.34 -0.11 -0.75 2.9 1998.9 1.46 0.46 -0.77 6.1 1999.3 1.60 0.81 0.32 1.6 1999.9 1.53 -0.45 -0.36 8.7 2000.3 1.03 -1.11 0.34 6.4 2000.9 0.53 -0.03 0.39 2.6 2001.3 0.17 -0.33 0.59 9.4 2001.9 0.13 0.73 -0.12 10.0 2002.9 -0.07 0.51 -0.54 5.5 2003.3 0.25 0.51 0.39 3.9 2003.9 -0.35 0.11 -0.54 1.7 2004.3 -0.72 0.47 -0.08 1.7 2004.9 -0.17 0.32 0.18 0.7 2005.3 -1.14 0.21 -0.38 2.6 2005.9 -0.31 0.18 0.04 1.6 2006.3 -0.38 0.62 0.31 4.1 2006.9 -0.73 0.51 0.51 9.2 2007.3 -0.85 0.00 -0.10 2.6 2007.9 -0.35 -0.20 0.40 6.3 2008.3 -0.25 -1.03 -0.73 2.6 2008.9 -0.65 -0.77 0.02 2.0 2009.3 -0.11 -0.23 0.23 3.3 2009.9 -0.12 -0.62 0.14 1.8 2010.3 -0.18 -0.54 0.51 2.6 Konfigurasi 2-d terbaik (Stress: 0.14) Sampel 1 2 %

1997.3 0.81 -0.24 9.6 1998.9 -1.82 0.34 8.2 1999.3 -1.72 0.94 2.5

1999.9 -1.68 -0.56 8.5 2000.3 -1.07 -1.22 5.3 2000.9 -0.56 -0.01 3.0 2001.3 -0.25 -0.31 4.2 2001.9 -0.11 0.67 4.7 2002.9 0.13 0.72 5.5 2003.3 -0.29 0.48 3.4 2003.9 0.61 0.02 6.7 2004.3 0.71 0.44 1.5 2004.9 0.19 0.30 1.1 2005.3 1.23 0.24 2.5 2005.9 0.30 0.18 1.2 2006.3 0.38 0.57 3.0 2006.9 0.69 0.70 7.1 2007.3 0.82 0.10 3.4 2007.9 0.23 -0.13 3.0 2008.3 0.57 -1.27 5.0 2008.9 0.61 -0.72 3.3 2009.3 0.08 -0.17 2.3 2009.9 0.13 -0.55 1.3 2010.3 0.01 -0.51 3.8 NILAI STRESS

Ulangan 3D 2D 1 0.09 0.15 2 0.09 0.15 3 0.11 0.14 4 0.09 0.14 5 0.09 0.14 6 0.09 0.14 7 0.09 0.14 8 0.09 0.2 9 0.09 0.14 10 0.09 0.19 11 0.09 0.14 12 0.11 0.14 13 0.09 0.15 14 0.11 0.15 15 0.09 0.14 16 0.09 0.14 17 0.09 0.14 18 0.09 0.15 19 0.09 0.15 20 0.09 0.14 21 0.09 0.14

22 0.09 0.14 23 0.09 0.14 24 0.09 0.14 25 0.09 0.16

** = Jumlah maksimum iterasi yang digunakan 3-d : Stress minimum: 0.09 muncul 22 times 2-d : Stress minimum: 0.14 muncul 16 times

6. Analisis MDS pada tutupan karang MDS

Non-metric Multi-Dimensional Scaling Lembar kerja kesamaan

Nama: Resem2 Tipe data: Similarity Pemilihan: Semua Parameter

Rumus stress Kruskal: 1 Stress minimum: 0.01

Konfigurasi 3-d terbaik (Stress: 0.07) Sampel 1 2 3 % 1997.3 -1.47 -1.67 0.07 4.5 1998.9 -1.63 1.02 0.16 4.8 1999.3 -1.52 0.43 -0.18 4.4 1999.9 -1.34 0.27 0.33 2.9 2000.3 -0.96 -0.68 -0.31 5.8 2000.9 -0.13 -0.03 0.79 3.1 2001.3 0.19 0.47 0.53 4.9 2001.9 -0.23 0.40 -0.04 5.7 2002.9 0.54 0.51 -0.40 4.1 2003.3 0.00 0.53 -0.17 3.9 2003.9 0.48 0.56 0.11 6.2 2004.3 0.22 0.19 -0.29 5.7 2004.9 0.10 0.15 -0.57 5.5 2005.3 0.23 -0.13 -0.22 1.3 2005.9 0.38 0.06 0.00 1.9 2006.3 0.40 0.13 -0.18 2.4 2006.9 0.36 -0.18 -0.63 2.8

2007.9 0.93 0.13 0.59 4.6 2008.3 0.38 -0.52 0.22 4.1 2008.9 0.69 -0.50 0.42 2.4 2009.3 0.46 -0.45 -0.04 2.9 2009.9 0.50 -0.36 0.13 1.5 2010.3 1.02 -0.14 0.05 12.4 Konfigurasi 2-d terbaik (Stress: 0.12) Sampel 1 2 %

1997.3 -1.70 -1.70 7.7 1998.9 -1.83 1.04 3.1 1999.3 -1.63 0.37 4.1 1999.9 -1.35 0.52 2.8 2000.3 -1.01 -0.70 6.6 2000.9 0.00 0.72 15.0 2001.3 0.27 0.60 3.6 2001.9 -0.23 0.24 3.5 2002.9 0.56 0.29 7.5 2003.3 -0.07 0.24 3.1 2003.9 0.45 0.44 3.2 2004.3 0.17 -0.02 4.4 2004.9 -0.02 -0.19 3.5 2005.3 0.27 -0.18 1.3 2005.9 0.40 0.04 1.1 2006.3 0.33 0.01 1.3 2006.9 0.24 -0.46 3.0 2007.3 0.33 -0.32 0.7 2007.9 1.04 0.33 4.3 2008.3 0.63 -0.42 4.0 2008.9 0.92 -0.33 4.6 2009.3 0.59 -0.27 2.4 2009.9 0.66 -0.18 2.6 2010.3 0.98 -0.08 6.7 NILAI STRESS

Ulangan 3D 2D 1 0.07 0.12 2 0.07 0.12 3 0.07 0.12 4 0.07 0.13 5 0.07 0.13 6 0.07 0.12 7 0.07 0.12 8 0.07 0.12 9 0.07 0.12 10 0.07 0.12

11 0.07 0.12 12 0.07 0.13 13 0.07 0.12 14 0.07 0.12 15 0.07 0.13 16 0.07 0.12 17 0.07 0.12 18 0.07 0.12 19 0.07 0.12 20 0.07 0.13 21 0.07 0.12 22 0.07 0.12 23 0.07 0.12 24 0.07 0.12 25 0.07 0.13

** = Jumlah maksimum iterasi yang digunakan 3-d : Stress minimum: 0.07 muncul 25 times 2-d : Stress minimum: 0.12 muncul 19 times