ANALISIS BERBAGAI INDEKS KEANEKARAGAMAN (DIVERSITAS) TUMBUHAN DI BEBERAPA UKURAN PETAK CONTOH PENGAMATAN (2013) PDF

Preview

Summary

ANALISIS BERBAGAI INDEKS KEANEKARAGAMAN (DIVERSITAS) TUMBUHAN DI BEBERAPA UKURAN PETAK CONTOH PENGAMATAN Mariana S. Moy (E351120131), Novriyanti (E351120061), Rudi Hermawan (E351120181), Siva Devi Azahra (E351124031) Mahasiswa Pascasarjana, Konservasi Biodiversitas Tropika, Fakultas Kehutanan, Insti...

Description

ANALISIS BERBAGAI INDEKS KEANEKARAGAMAN (DIVERSITAS) TUMBUHAN DI BEBERAPA UKURAN PETAK CONTOH PENGAMATAN Mariana S. Moy (E351120131), Novriyanti (E351120061), Rudi Hermawan (E351120181), Siva Devi Azahra (E351124031) Mahasiswa Pascasarjana, Konservasi Biodiversitas Tropika, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor

PENDAHULUAN Keanekaragaman hayati spesies diamati dengan berbagai macam teknik analisis. Ada banyak panduan yang dapat menuntun interpretasi hasil analisis sesuai dengan metode atau indeks keanekaragaman, kekayaan yang digunakan (lihat juga Smith & van Belle (1984) dan Magurran (1988)). Masing-masing indeks memiliki sensitivitas tersendiri bergantung pada metode teknis yang digunakan oleh penemu indeks tersebut. Indeks keanekaragaman didekati melalui pendekatan kekayaan jenis (species richness) dan kelimpahan jenis (species abudance)1. Kekayaan jenis ditentukan oleh banyaknya jumlah spesies di dalam suatu komunitas dimana semakin banyak jenis yang teridentifikasi maka kekayaan spesiesnya pun tinggi. Kelimpahan spesies adalah jumlah individu dari tiap spesies. Kajian kelimpahan spesies dapat juga diteruskan pada kajian kemerataan spesies dimana kajian ini menujukkan kelimpahan spesies yang tersebar antar spesies tersebut. Semakin merata jumlah individu masing-masing spesies ditemukan di berbagai tempat, maka semakin merata dan melimpah spesies tersebut. Tulisan ini mencoba untuk mengulas dan menganalisis kekayaan dan kelimpahan spesies dari beberapa tipe petak contoh pengamatan dengan menggunakan beberapa tipe indeks keanekaragaman dan menganalisis kepekaan dari indeks yang digunakan.

METODE ANALISIS Ukuran petak contoh yang akan dianalisis yaitu 10 x 10 m2, 20 x 20 m2, 30 x 30 m2, 40 x 40 m2, 50 x 50 m2, dan 60 x 60 m2. Data jenis tumbuhan di masing-masing petak contoh yang akan dianalisis disajikan dalam Tabel 1. Tingkat keanekaragaman spesies dari data tersebut (Tabel 1) akan diolah dalam kurva minimum spesies dan 1

Magurran menggunakan istilah ini, dimana awalnya dipakai heterogeneity namun oleh Maguran diganti menjadi species abundance.

juga dari data yang sama akan dianalisis dengan menggunakan beberapa metode dan/atau indeks berikut: A. Penentuan Kurva Minimum Species Area Kegiatan penilaian keanekaragaman tumbuhan seringkali berbenturan dengan seberapa banyak dan besar ukuran petak contoh yang digunakan. Jenis tumbuhan tidak akan bertambah pada kondisi hutan yang sedikit homogen sedangkan pada hutan yang heterogen pertambahan jumlah jenis mengikuti ukuran petak. Semakin besar ukuran petak, maka dugaan bertambahnya jumlah jenis baru semakin besar. Dugaan pertambahan jumlah jenis yang sebanding dengan besarnya ukuran petak dapat memperkecil efektivitas penghitungan dan penilaian. Dengan demikian, kemudian muncul asumsi bahwa pertambahan jumlah jenis akan kembali stabil sehingga tidak perlu penambahan ukuran petak pengamatan. Penentuan petak minimal untuk mendapatkan hasil tersebut digunakan metode Kurva Minimum Spesies Area. B. Indeks Keanekaragaman/ Kelimpahan Spesies (Heterogenity) Terdapat beberapa indeks yang biasa digunakan untuk menilai tingkat keanekaragaman jenis (tumbuhan atau hewan) di suatu tempat. Berikut formulasi masing-masing indeks: 1. Indeks Shannon-Wiener ′

�

� = − ∑ �� �� �� �=

Keterangan: N: Total individu dari seluruh spesies, ni: Banyaknya individu pada spesies ke-i Indeks Shannon yang dinyatakan dalam jumlah jenis: � = � �′

Tabel 1 Hasil Pengukuran Jenis Tumbuhan di Berbagai Ukuran Pengamatan Jumlah individu per Ukuran petak (m2) No

Spesies

1

Altingia excelsa

2

Intsia bijuga

3

Cungit-1

4

Vitex coffasus

5

Cungit-2

6

Shorea siminis

7

Cungit-3

8

Cungit-4

9

Maesopsis eminii

10

Meranti sp3

11

Dipterocarpus sp

12

Meranti sp1

13

Scorodocarpus borneensis

14

Cungit-5

15

Lucuma sp

16

Cungit-6

17

Cungit-7

18

Schima wallichi

19

Cungit-8

20

Cerbera manghas

21

Terminalia catappa

22

Pinus merkusii

23

Macaranga sp

24

Agathis dammara

25

Tectona grandis

26

Ceiba pentandra

27

Meranti sp4

28

Cananga odorata

29

Gmelina arborea

30

Shorea pinanga

31

Shorea stenoptera

32

10 x 10

1

20 x 20

1

1

2

3

1

1

1

1

1

1

30 x 30

40 x 40

Jumlah

50 x 50

60 x 60

3

3

6

2

2

1

1

1

3

1

1

1

1

6

1

1

1

1

4

1

1

1

1

5

1

2

3

1

1

1

1

4

6

8

10

13

42

1

1

1

1

4

1

1

2

1

1

1

1

5

1

1

1

1

4

1

1

1

1

5

1

1

2

2

2

2

6

1

1

1

1

6

1

1

2

2

6

1

1

1

1

6

1

1

1

3

2

1

1

4

1

1

1

2

2

7

1

1

1

1

1

1

6

1

1

1

1

1

1

6

1

1

1

3

1

1

1

1

1

1

1

6

1

1

1

1

1

5

3

4

7

1

1

1

1

1

6

1

1

1

1

1

5

1

2

2

2

7

Ficus ribes

2

3

5

33

Pometia pinnata

3

4

7

34

Maniltoa grandiflora

2

2

35

Cungit-9

2

4

7

36

Lagerstomea/Bungur

1

2

3 210

1

Jumlah Individu (N)

9

Jumlah Spesies (S)

8

16 14

*) hanya ditemukan di satu plot contoh saja.

25

36

55

69

20

26

34

36

Jumlah Spesies Unik* 



2

2.

3. Indeks Menhinick

Indeks Simpson = ∑ ��

Nilai Pi diperoleh dengan menggunakan rumus: �� �� = � Keterangan: N : Total individu dari seluruh spesies ni : Banyaknya individu pada spesies ke-i 3. Indeks Brillouin �� =

ln �! − ∑ ln �� ! �

Keterangan: N : Total individu dari seluruh spesies, ni : Banyaknya individu pada spesies ke-i

�

DMn Menhinick =

√�

Keterangan: S : jumlah spesies yang terhitung di dalam plot contoh N : Jumlah individu keseluruhan 4. Indeks JackKnife Indeks Jackknife merupakan formulasi yang menunjukkan kekayaan suatu jenis tumbuhan di tempat tertentu. Jn(S) menurut Smith and van Belle (1984) sebagai berikut: Jn S =

+

�

�− ∑ � �=

�

C. Indeks Kekayaan Spesies (Species Richness) Indeks kekayaan jenis ini terdiri dari :

Keragaman Pendugaan IJ

1.

Keterangan: S0 : jumlah total spesies teramati yang terdapat dalam kuadrat ri: Jumlah spesies yang hanya ditemukan di plot ke-i n : jumlah plot

Indeks Hulbert (Rarefaction)

Indeks Hulbert digunakan untuk mengetahui kekayaan spesies di suatu habitat berdasarkan jumlah kelimpahan individu terkecil. Index Hulbert dihitung dengan rumus: N − Ni S n E Sn = ∑ [ − ] N i− n Keterangan: E(Sn) = nilai harapan jumlah spesies N = jumlah total individu teramati Ni = jumlah individu jenis ke-i n = ukuran sample yang distandardkan (jumlah N terkecil)

Var S =

dihitungdengan:

�−

∑��= �

�

− ∑��= �

�

Pendugaan selang Jn (S) dicari dengan: S ± �⁄ ; n-1 √var s

D.

Indeks Kemerataan Jenis (Species Eveness) =

�′

����

=

�′

ln �

=

�� � ln �

HASIL DAN PEMBAHASAN 2. Indeks Margalef DMg Margalef =

�− ln �

Keterangan: N : Total individu dari seluruh spesies yang tercatat, S : Banyaknya spesies

Kurva Minimum Species Area Hasil analisis Tabel 1 menunjukkan adanya pertambahan jumlah jenis setiap pertambahan ukuran petak pengamatan (Gambar 1).

J u m l a h

J e n i s

40 35 30 25 20 15 10 5 0 10X10

20X20

30x30 40x40 Ukuran Petak (m2)

50x50

60x60

Gambar 1 Pertambahan Jumlah Jenis di Masing-masing Plot Pengamatan Gambar 1 juga menunjukkan pertambahan jumlah jenis tersebut pada akhirnya akan berkurang dan mencapai garis datar. Dengan kata lain pertambahan yang terjadi tidak terlalu signifikan. Saat kurva menunjukkan garis yang hampir mendatar, kegiatan penghitungan sebaiknya dihentikan sebab hasil yang diperoleh akan mendekati atau bahkan telah mencapai jumlah jenis maksimum. Jika jumlah jenis yang diidetifikasi telah mencapai jumlah maksimum maka tidak akan diperoleh lagi pertambahan jenis yang berarti. Dalam kajian ini, ukuran petak 60 x 60 m2 sudah termasuk petak optimal di dalam teori Kurva Minimum Spesies Area.

Indeks-indeks Keanekaragaman/Kelimpahan Jenis (Heterogenity) 1.

Shannon-Wienner Hasil perhitungan menunjukkan bahwa Indeks Keanekaragaman Shannon-Wiener tertinggi terjadi pada petak pada petak 50x50 sebesar 3,258 dan terendah pada petak 10x10 sebesar 2,043. Magurran (1988) menjelaskan bahwa nilai indeks keanekaragaan (H') ini berhubungan dengan kekayaan spesies pada lokasi tertentu, tetapi juga dipengaruhi oleh distribusi kelimpahan spesies. Jika diasumsikan distribusi menyebar normal, maka pada kisaran 100 spesies akan didapatkan nilai H' ≈ 3, dan untuk mendapatkan H' > 5 diperlukan 105 spesies. Berdasarkan Wilhm & Dorris (1968) dalam Masson (1981) bahwa nilai H' ≤ 1 termasuk keanekaragaman rendah dan nilai 1≤ H' ≤ 3 termasuk keanekaragaman sedang dan kestabilan komunitas sedang. Berdasarkan interpretasi tersebut, dapat pula dikatakan bahwa keanekaragaman pada petak 10x10, 20x20, 30x30

dan 40x40 tergolong sedang. Implikasinya di dalam konservasi keanekaragaman hayati ialah indeks ini cukup peka untuk menduga dan menggambarkan keanekaragaman spesies di suatu tempat. Kendati perubahan pertambahan ukuran petak tidak signifikan terhadap pertambahan keanekaragaman spesies. 2.

Indeks Shimpson Indeks Simpson digunakan untuk menunjukkan proporsi individu di dalam spesies (Magurran 1988). Di dalam teori dasarnya, D (Simpson’s Index) menginginkan adanya peningkatan keanekaragaman setiap kenaikan ukuran petak. Dalam hal ini, peningkatan yang dimaksud dibantu dengan peningkatan dan pemerataan individu spesies-spesies yang diukur. Tabel 2 merupakan hasil perhitungan Indeks Simpson pada beberapa ukuran petak pengamatan. Tabel 2 Hasil indeks Simpson pada beberapa petak pengamatan Petak

Indeks Simpson (kenaikan Diversitas)

Penurunan Diversitas

10 x 10

0,061

0.939

20 x 20

0,058

0.942

30 x 30

0,076

0.924

40 x 40

0,088

0.912

50 x 50

0,086

0.914

60 x 60

0,136

0.864

Tabel 2 menunjukkan bahwa kenaikan nilai D tidak signifikan sehingga sulit diduga kelimpahan jenis spesies di dalamnya. Dengan kata lain nilai D yang diperoleh jauh sekali dari selang 0 – 1 yang diberikan. Implikasinya dalam konservasi keanekaragaman spesies ialah indeks ini kurang sensitif untuk menggambarkan kelimpahan spesies. Indeks Simpson ini lebih cocok diterapkan pada spesies dengan kelimpahan tinggi.

3.

Indeks Indeks Brillouin Sama dengan Indeks Shannon-Wiener, Indeks Brillouin diperoleh dari hubungan yang simple antara kekayaan (richness) dan kemerataan (evenness) spesies. Diketahui bahwa dari 69 spesies dan 36 spesies dari petak ukur 60m x 60m diperoleh nilai indeks Brillouin adalah sebagai berikut: ln �! − ∑ ln �� ! �� = � ln ! − [ln + ln + ⋯ + ln ] �� = �� = �� =

ln , �

�� = ,

,

^

−4 ,

−4 ,

Hasil perhitungan di atas menunjukkan bahwa nilai Indeks Brillouin jarang, bahkan tidak akan pernah menyentuh angka lebih dari 4. Biasanya, nilai keanekaragaman jenis berada dalam selang 1 – 4. Pada petak yang sama, nilai Brillouin lebih kecil dibandingkan dengan Shannon-Wienner. Hal ini menunjukkan bahwa Indeks Brillouin tidak cukup signifikan untuk menentukan keanekaragaman spesies. Indeks Brillouin lebih mudah mengalami penurunan apabila jumlah individu di dalam spesies tersebut lebih sedikit. Dengan demikian, indeks ini disebut sebagai indeks yang sensitif untuk keseluruhan ukuran sampel. Semakin besar ukuran sampel/individu di dalam jenis, semakin tinggi nilai indeks, dan sebaliknya.

Indeks-indeks Kekayaan Jenis (Species Richness) Kepekaan kekayaan jenis dapat dihitung dengan beberapa beberapa indeks, seperti Indeks Hulbert, Margalef, Indeks Menhinick, dan Indeks Jackknife. 1.

Indeks Hulbert Indeks Hulbert digunakan untuk menduga seberapa besar pertambahan jumlah jenis dan memastikan sensitivitas kesamaan jenis pada petak yang satu dengan petak sebelumnya. Hasil perhitungan Indeks Hulbert disajikan dalam Tabel 3.

Tabel 3 Hasil indeks Hulbert pada petak petak ukur 60x60 m2 dan petak ukur 40x40 m2 Petak Ukur Jumlah Spesies (S) Individu Spesies (N) Indeks Hulbert E(s)

40 x 40 m2 26 36

60 x 60 m2 36 69 23,33

Tabel 3 memberikan informasi bahwa sebenarnya pertambahan ukuran petak tidak berpengaruh signifikan terhadap pertambahan jumlah jenis. Misalnya, sebelum dilakukan penghitungan diketahui bahwa pada petak 40 x 40 terdapat 26 spesies yang bertambah sebanyak 10 jenis menjadi 36 pada petak 60 x 60 m2. Pertambahan jumlah jenis (semakin kaya jenis) tersebut mendekati angka jumlah individu pada petak sebelumnya. Dengan kata lain, kekayaan jenis tersarang pada jumlah individu. Dengan demikian, hasil perhitungan menurut indeks Hulbert (Es) pada petak 60 x 60 m2 dengan nilai sebesar 23,33 mengandung makna bahwa jumlah jenisnya yang mirip dengan petak sebelumnya sangat banyak, yaitu hampir 23 spesies. 2.

Indeks Margalef dan Indeks Menhinick Berdasarkan hasil analisis, terdapat dua kecenderungan yang dihasilkan dari pertambahan S dan N di dalam penggunaan Indeks Margalef, yaitu sebagai berikut: a. Nilai indeks diversitas Margalef akan meningkat apabila nilai N (jumlah total individu yang teramati) semakin bertambah, disertai dengan pertambahan nilai S (jumlah jenis yang teramati). b. Nilai indeks diveristas Margalef akan bervariasi jika hanya salah satu dari kedua S dan N meningat. Contoh: - nilai S tetap dan nilai N semakin bertambah  Dmg Rendah - nilai N tetap dan nilai S meningkat  Dmg tinggi. Hasil penghitungan menujukkan bahwa pada petak 40 x 40 (n=36, s=26) dan 60 x 60 (n=69, s=36), indeks kekayaan jenis yang dihitung dengan Metode Margalef memiliki angka berturut-turut 6,98 dan 8,27. Kedua nilai tersebut di dalam tingkatan kekayaan jenis menurut Margalef termasuk kedalam kelompok petak dengan kekayaan jenis yang tinggi. Diketahui bahwa kategori penetapan kekayaan jenis untuk Indeks Kekayaan Margalef: - Dmg < 3,5 maka kekayaan jenis rendah

- 3,5 < Dmg < 5 maka kekayaan jenis sedang - Dmg > 5 maka kekayaan jenis tinggi. Jika mengacu pada panjang selang yang tidak sama dari kategori tersebut maka dapat dikatakan bahwa indeks diversitas Margalef tidak cukup peka dalam menilai kekayaan jenis. Penilaian terhadap tingkat kekayaan jenis yang rendah memiliki selang yang pendek. Sementara itu, tingkat kekayaan tinggi memiliki jarak selang yang lebih panjang sehingga kategori kekayaan jenis yang tinggi sangat lebih memungkinkan diperoleh dibandingkan kategori sedang dan rendah. Kedua indeks baik Margalef maupun Menhinick menggunakan notasi dan makna yang sama untuk menghitung kekayaan jenis. Perbedaanya terletak pada pembagi. Indeks Margalef membagi jumlah spesies dengan fungsi logaritma natural yang bermakna bahwa kenaikan jumlah spesies berbanding terbalik dengan pertumbuhan dan pertambahan jumlah individu. Hal ini memberikan gambaran bahwa pada ekosistem yang memiliki banyak spesies akan memiliki sedikit jumlah individunya pada setiap spesies tersebut.

indeks kekayaan ini 37,667 ± 6,058. Selang kepercayaan ini berari bahwa indeks kekayaan jenis yang dihitung masuk dalam selang 31,609 sampai dengan 43,725. Dalam hal ini ditunjukkan bahwa sebenarnya Indeks Jack-Knifing tidak disarankan untuk menduga keanekaragaman dari sistem random sampling dengan jumlah n yang sedikit. Ini disebabkan bias yang dihasilkan akan besar. Sebagai contoh, varian yang diperoleh dari hasil penghitungan cukup besar sehingga ketelitian semakin rendah [ditunjukkan pada selang kepercayaan yang besar].

Indeks Kemerataan Jenis (Species Eveness) Indeks kemerataan jenis dihitung pada petak berukuran 40x40 m2 dan 60x60 m2. Hasil perhitungannya disajikan dalam Tabel 5. Tabel 5 Hasil perhitungan kemerataan jenis pada petak ukur 40x40 m2 dan 60x60 m2. Pada Petak Ukuran 60 x 60 m2 J' =

3,253499

= 0,91

ln 36 Pada Petak Ukuran 40 x 40 m2

Tabel 4 Perbandingan Indeks Margalef Kekayaan Spesies antara petak ukur 60x60 m2 dengan petak ukur 40x40 m2 Indeks

Margalef Menhinick

Petak ukur 60x60 8,266 4,333

Petak ukur 40x40 6,976 4,333

Perbedaan nilai 1,29 0

Hasil perhitungan pada Tabel 4 menunjukkan bahwa Indeks Margalef memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan dengan Indeks Menhinick. Berdasarkan perbedaan nilai kedua Indeks tersebut maka Indeks Margalef lebih sensitif terhadap perubahan jumlah spesies dan jumlah individu dibandingkan dengan Indeks Menhinick. Indeks Margalef memiliki per...