MODEL SEBARAN LARVA KARANG DI

KAWASAN KONSERVASI PERAIRAN

TAMAN WISATA PERAIRAN KAPOPOSANG

Simposium Nasional Konservasi Perairan, Pesisir dan Pulau-pulau Kecil 2017

Zulfikar Afandy1*, Ario Damar2, Syamsul Bahri Agus3, Budy Wiryawan4

1Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Pesisir dan Laut FPIK-IPB, Bogor2 Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan FPIK-IPB, Bogor

Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan FPIK-IPB, Bogor4Departemen Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan, FPIK-IPB, Bogor

*email: zulfikarafandy@gmail.com

Latar Belakang

Komitmen Internasional

• Konvensi Keanekaragaman Hayati (CBD) pada tahun 2010, melalui “Aichi Target”

Kebijakan Pemerintah

• Membentuk kawasan konservasi perairan (KKP) seluas 20 juta hektar pada tahun 2020

Efektivitas Pengelolaan

KKP

• Design KKP yang efektif mempertimbangkan “konektivitas” dalam pengelolaannya

Perumusan Masalah

• Sebagian besar pengelolaan KKP di Indonesia

masih jarang yang memasukkan kajian

konektivitas dalam rencana pengelolaannya

• Dalam RZP TWP Kapoposang (2014) belum

dimuat tentang informasi konektivitas pada

kawasan ini.

Tujuan dan Manfaat Penelitian

• Tujuan dari penelitian ini adalah untuk :

1) Membangun simulasi aliran larva pada kawasan konservasi TWP Kapoposang;

2) Memetakan pola konektivitas pada TWP Kapoposang.

• Informasi yang didapatkan dari penelitian ini, diharapkan menjadi masukan dalam merumuskan strategi pengelolaan kawasan konservasi.

METODELokasi dan Waktu Penelitian

• Lokasi Penelitian di Kawasan Konservasi TWP Kapoposang, Kabupaten

Pangkep, Provinsi Sulawesi Selatan;

• Waktu pelaksanaan penelitian dilaksanakan pada bulan Agustus - Oktober

2016. Sementara untuk waktu simulasi model pelaksanaanya Februari 2016

dan Agustus 2016.

Jenis Data dan Metode Penelitian

Tujuan Jenis Data Analisis Data

Model Sebaran

Larva

1. Batimetri;

2. Data angin;

3. Pasang Surut;

4. Sebaran dan Kondisi

terumbu karang;

5. Waktu pemijahan;

6. Pelagic larva duration;

7. Lokasi pemijahan.

Pemodelan

Hidrodinamika

Partikel tracking

Pola Konektivitas 1. Model Sebaran Larva

2. Peta dasar zonasi

kawasan konservasi;

3. Sebaran terumbu

karang;

Spasial analisis, Teori

graph

HASIL PENELITIAN

Model arus permukaan

dibuat dengan input data

berupa kondisi batimetri,

angin, dan dinamika

pasang surut.

Model Arus Permukaan

Musim Barat Musim Timur

Validasi data pasang surut

Data pembanding yang digunakan adalah

data pasang surut dari Badan Informasi

Geospasial (BIG)

Arus Musim Barat

Pada saat pasang pergerakan arus

dominan ke arah utara, dengan kecepatan

berkisar 0.02 – 0.9 m/s

Pada saat surut, arus dominan menuju ke

arah selatan dan tenggara dengan

kecepatan 0.03 – 0.7 m/s.

Arus Musim Timur

Pada saat pasang pergerakan arus

dominan ke arah utara, dengan kecepatan

berkisar 0.08 – 0.8 m/s

Pada saat surut, arus dominan menuju ke

arah selatan dan tenggara dengan

kecepatan 0.08 – 0.64 m/s.

Hasil Simulasi Sebaran LarvaMusim Barat Musim Timur

Pola Konektivitas

Sink

Lokasi yang terindikasi sebagai sink berjumlah 24 lokasi,

Pada musim barat lokasi yang terindikasi sebagai penyerap larva

(sink) yaitu : Gondongbali, Kapoposang, Pamanggangan, Taka Karang-

karangang, Taka Pallawangan dan Taka Palekko.

Pada musim timur lokasi yang terindikasi sebagai penyerap larva yaitu

: Gondongbali, Pamanggangan dan Suranti

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

SR1 SR2 PTB GDB TJG PTL TP1 TP2 TPL

ZI PB ZP

Kel

imp

ahan

juven

il (

ind

/m²±

SE

)

Pola konektivitas

• Source

Gondongbali, Kapoposang2, Pulau Suranti, dan Pulau Pamanggangan.

• Sink

Gondongbali, Kapoposang, Pamanggangan, Taka Karang-karangang, Taka Pallawangan dan Taka Palekko dan Suranti

• Local Retention

Berdasarkan model sebaran larva yang telah dibuat, lokasi local retention hanya terdapat pada Kapoposang 2

Kesimpulan

• Hasil dari model sebaran larva mengindikasikan bahwa proses penyebaran larva karang di TWP Kapoposang dipengaruhi oleh arus dan variasi angin pada musim barat dan timur;

• Pemetaan pola konektivitas karang di TWP Kapoposang, didapatkan lokasi-lokasi yang berperan dalam pola konektivitas, lokasi yang berfungsi sebagai source yaitu Gondongbali Kapoposang2, Suranti dan Pamanggangang;

• Lokasi yang berfungsi sebagai sink dengan menerima larva dari beberapa sumber yaitu Gondongbali, Kapoposang, Pamanggangang, Taka Karang-karangang, Taka Pallawangan dan Taka Palekko.

Ucapan Terima Kasih

• Badan Pengembangan Sumber Daya Manusia

Kementerian Kelautan dan Perikanan (BPSDM

KKP) untuk bantuan biaya penelitian;

• COREMAP-CTI atas bantuan biaya penulisan

tesis;

• Satker TWP Kapoposang atas bantuan sarana

dan prasarana selama penelitian berlangsung.

TERIMA KASIH

Ruang Lingkup Penelitian

1) Konektivitas dalam penelitian ini secara

khusus mengacu pada hubungan fungsional

yang didefinisikan sebagai hubungan spasial

dan ekologis antara area melalui

transportasi larva dan arus laut;

2) Simulasi aliran larva dilakukan terhadap

larva karang kelompok Scleractinia secara

umum, dengan pertimbangan jenis karang

ini merupakan komponen utama pembangun

terumbu.

Model Hidrodinamika

• Model ini menggunakan persamaan kontinuitas

dan persamaan momentum dengan pendekatan

perata-rataan terhadap kedalaman;

• Model ini menggunakan pendekatan beda

hingga (finite difference) untuk menyelesaikan

persamaan yang digunakan;

• Input data yang digunakan pada model ini

adalah kondisi batimetri, pengaruh angin, dan

dinamika pasang surut.

Model Sebaran Larva

• Model sebaran larva dibuat untuk melihat penyebaran larva karang di TWP Kapoposang, model ini dibangun menggunakan modul particle-tracking pada aplikasi MIKE 21 Flow Model FM;

• Menggunakan konsep Langrangian, dimana konsep ini dapat secara efektif menggambarkan proses pergerakan atau penyebaran larva dari sumbernya pada area model.

Parameter, pendekatan dan asumsi yang

digunakan dalam model sebaran larva

• Penyebaran larva tergantung pada arus laut saja (penyebaran pasif)

tanpa simulasi berenang aktif atau migrasi vertikal (Agus, 2012;

Andrello et al. 2013; Surbakti et al. 2014; Wood et al. 2014; Tay et

al. 2012).

• Waktu pelepasan larva dilakukan pada bulan purnama, pada saat

pasang tertinggi;

• Untuk musim barat, waktu pelepasan larva dilakukan pada tanggal 22

Februari 2016, jam 20:00-20:30, bersamaan dengan puncak pasang,

sedangkan untuk musim timur, dilakukan pada tanggal 18 Agustus

2016 jam 20:30-21:00;

• Lokasi awal pelepasan model larva (source) ditentukan pada terumbu karang

yang kondisinya baik atau persentase karang hidupnya ≥ 50 %;

• Densitas jumlah larva yang dilepaskan pada saat spawning disesuaikan dengan

proporsi kondisi terumbu karang di lokasi sumber;

Latitude LongtitudeLive

CoralPulau Sumber

-4.70082 118.93707 52 Kapoposang KKP (2014)

-4.70107 118.96568 61 Kapoposang Yusuf et al. (2015)

-4.70626 119.06991 60 Kondongbali Yusuf et al. (2015)

-4.65136 119.13062 81 Suranti Survey lapangan (2016)

-4.69258 119.10587 70 Pamanggangan Satker TWP Kepulauan Kapoposang dan Laut Sekitarnya, (2015)

-4.71547 118.97849 52 Papandangan Yusuf et al. (2015)

• Pelagic larval duration (PLD) yang digunakan selama 30

Hari;

• Selama simulasi dijalankan, berlaku asumsi bahwa tidak

ada proses predasi, kematian larva, dan faktor lain

yang mempengaruhi durabilitas larva (Agus, 2012)

Rekruitmen karang• Pengamatan rekrutimen karang dilakukan pada area

sink atau penyerap larva berdasarkan hasil simulasi

aliran larva.

• Pengamatan rekruitmen karang menggunakan

metode transek kuadrat sampling dengan ukuran 1 x

1 meter sebanyak 10 x ulangan pada kedalaman yang

sama;

• Pengukuran kelimpahan rekruitmen karang

berdasarkan jumlah anakan karang atau juvenile

yang didefinisikan sebagai koloni karang berukuran

≤10 cm (Obura & Grimsditch, 2009).

Tingkatan rekruitmen karang

Kepadatan juvenil (m2)

Sangat RendahRendahSedangTinggi

Sangat Tinggi

0< 1

2 - 45 - 10>10

Kondisi terumbu karang• Pengamatan kondisi terumbu karang menggunakan

metode Underwater photo transect (UPT).

• Data hasil foto transek dianalisis menggunakan

perangkat lunak CPCe versi 4.1(Kohler & Gill, 2006).

Teknik analisis dengan pemilihan sampel titik acak 20

titik.

Pola Konektivitas

• Pola konektivitas digambarkan dengan menggunakan

teori graf

• Graf dilambangkan dengan simpul/nodes dan sisi/edge,

dan biasa dituliskan sebagai pasangan terurut dengan:

𝐺 = 𝑉, 𝐸Keterangan :

G = Graf

V = simpul/nodes 𝑉 = 𝑣𝑖 , 𝑣𝑗 , …

E = sisi/edge 𝐸 = (𝑒𝑖 , 𝑒𝑗), …

Analisis Graf

• Graf yang terbentuk dari pola sebaran larva, dianalisis untuk

mengeksplorasi pola spasial dan temporal konektivitas antar lokasi,

mengidentifikasi potensi jalur penyebaran larva, lokasi habitat

penting yang berfungsi local retention serta mengidentifikasi

lokasi yang berfungsi sebagai sumber dan penyerap dalam

penyebaran larva.

• Dalam teori grafik, terdapat indikator centrality (Freeman, 1978)

yang dapat digunakan untuk mengindentifikasi simpul/node mana

yang paling penting dan berperan dalam suatu graf;

• Indikator centrality yang digunakan pada penelitian ini, yakni:

Degree centrality (CC)

Degree centrality (CC)

• Degree Centrality, yang akan menghitung bobot suatu node

ke i (diberi notasi CD(i)) berdasar banyaknya edge yang terbentuk

antara node i dengan node yang lainnya

• Degree centrality, terbagi dua , yaitu out-degree, representasi

dari jumlah sisi (edge) yang keluar dari suatu node, sedangkan in-

degree, mempresentasikan jumlah sisi yang mengarah ke suatu

node (Estrada & Bodin, 2008).

• Pada penelitian ini, out-degree digunakan untuk

mempresentasikan jumlah sink yang disuplai oleh suatu lokasi

sumber larva, sedangkan in-degree mempresentasikan jumlah

sumber larva yang menyuplai suatu lokasi.

RUMUS HIDRODINAMIKA MIKEAdapun persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut (Abbott, Petersen, & Skovgaard, 2010) :

• Persamaan Kontinuitas :

•𝜕𝜁

𝜕𝑡+

𝜕𝑝

𝜕𝑥+

𝜕𝑞

𝜕𝑦=

𝜕𝑑

𝜕𝑡……………………………………………..(Persamaan 1)

• Persamaan Momentum : ……………….……………..(Persamaan 2)

Pada sumbu x :

•𝜕𝜌

𝜕𝑡+

𝜕

𝜕𝑥

𝑝2

ℎ+

𝜕

𝜕𝑦

𝑝𝑞

ℎ+ 𝑔ℎ

𝜕𝜁

𝜕𝑡+

𝑔𝑝 𝑝2+𝑞2

𝐶2ℎ2

1

𝜌𝑤

𝜕

𝜕𝑥ℎ𝜏𝑥𝑥 +

• Dimana :

• 𝜕 𝑥, 𝑦, 𝑡 = kedalaman m = 𝜁 − 𝑑 ;

• 𝑑 𝑥, 𝑦, 𝑡 = kedalaman yang bervariasi terhadap waktu;

• ζ x, y, t = elevasi muka laut pasang atau surut ;

• 𝑝, 𝑞 𝑥, 𝑦, 𝑡 = 𝑓𝑙𝑢𝑥 densitas pada sumbu x dan y 𝑚3 𝑠 𝑚 ;

• 𝑢, 𝑣 = kecepatan arus rata − rata terhadap kedalaman pada sumbu x dan y;

• C x, y = Chezy resistance ( m 1 2 𝑠);• 𝑔 = gravitasi ( 𝑚2 𝑠);

• 𝑓 𝑉 = Faktor gesekan angin;

• 𝑉, 𝑉𝑥 , 𝑉𝑦 𝑥, 𝑦, 𝑡 = kecepatan angin pada sumbu x dan y 𝑚 𝑠 ;

• Ω 𝑥, 𝑦 = parameter Coriolis;

• 𝜌𝑎 𝑥, 𝑦 = tekanan atmosfer 𝑘𝑔/ 𝑚 𝑠2 ;

• 𝜌𝑤 = densitas air laut 𝑘𝑔 𝑚3 ;• 𝜏𝑥𝑥,𝜏𝑥𝑦, 𝜏𝑦𝑦 = komponen tegangan permukaan efektif terhadap dasar (𝑠ℎ𝑒𝑎𝑟 𝑠𝑡𝑟𝑒𝑠𝑠)

Batimetri

Profil kedalaman perairan yang terletak di dalam kawasan lebih rendah

(dibawah 100m) dibandingkan luar kawasan, terutama di sebelah utara dan

barat, kedalaman perairan bisa mencapai 500-800 m, hal ini disebabkan

lokasi dari Pulau Kapoposang berada pada zona luar kepulauan Spermonde

dan menjadi batas dengan laut yang lebih dalam.

Angin

Pada musim barat kecepatan angin

berkisar 0.26 m/s – 6.98 m/s dengan

kecepatan rata-rata 2.92 m/s dan

arah dominan ke Tenggara dan Timur

Pada musim timur, kecepatan angin

berkisar 0.13 m/s – 7.85 m/s dengan

kecepatan rata-rata 4.00 m/s dan

arah dominan ke Barat Laut

Pasang surut

Tipe pasang surut di TWP Kapoposang tergolong kategori Campuran ke

Harian Tunggal (Mixed Mainly Diurnal). Dengan dua kali pasang dan dua

kali surut dalam sehari tetapi terkadang terjadi satu kali pasang dan satu

kali surut dengan memiliki tinggi dan waktu yang berbeda.

Source

Pada musim barat, beberapa lokasi yang terindikasi sebagai sumber larva

(source) yaitu : Pulau Suranti, Pulau Pamanggangan, Pulau Gondongbali dan

Kapoposang2,

Pada musim timur, Pada musim ini hanya terdapat 2 lokasi yang terindikasi

sebagai sumber larva yaitu : Pulau Gondongbali dan Kapoposang2,

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

GB KP2 SR PM

Jum

lah s

ink

Lokasi

Musim Barat

Musim Timur

Keterbatasan Model

• Selama simulasi dijalankan, berlaku asumsi

bahwa tidak ada proses predasi, kematian

larva,

• Penyebaran larva tergantung pada arus laut

saja (penyebaran pasif) tanpa simulasi

berenang aktif atau migrasi vertikal

Koefisien yang digunakan

• Beberapa koefisien yang digunakan, yakni :

• wind friction factor dengan nilai konstan

0.00126,

• horizontal eddy viscosity menggunakan formula

Smagorinsky dengan nilai konstan 0.28 m2/s.

• Koefisien gesekan dasar (bed resistance)

menggunakan Chezy number 38 m1/2/s.

• Courant number yang digunakan sebesar 0.8.

• Nilai tekanan yang diberikan oleh angin terhadap permukaan laut diskenariokan bervariasi terhadap ruang dan waktu. Nilai friksi angin pada pemodelan ini diskenariokan bervariasi terhadap kecepatan angin dimana pada saat kecepatan angin bernilai nol, maka besar friksinya 0.00126

• Parameter Eddy Viscosity berhubungan dengan gaya gesek antara molekul-molekul fluida yang bergerak dengan kecepatan berbeda dan menghasilkan gerak turbulen

• Nilai tahanan dasar berhubungan dengan kekasaran dasar laut dan gaya gesek antara dasar laut dengan air

• syarat kestabilan domain (Courant Number). Courant Number menunjukkan banyaknya grid yang memproses hasil selama pemodelan berjalan dalam satu satuan waktu.