POLA SEBARAN KAYU AFRIKA (Maesopsis eminii, Engl.) DI ARBORETUM

FAKULTAS KEHUTANAN IPB

RIZKI KURNIA TOHIR

E34120028

Dosen

Prof. Dr. Ir. Yanto Santosa, DEA

PROGRAM STUDI KONSERVASI BIODIVERSITAS TROPIKA

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2016

BAB I

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Data ekologi memiliki karakteristik berdasarkan struktur spasial, termasuk diantaranya

flora dan fauna yang memiliki perbedaan satu dengan yang lainnya,sehingga akan terbentuk

suatu pola tetap kehidupannya. Salah satu yang membedakan antar suatu individu jenis adalah

pola sebaran (spasial). Connell (1963) di dalam Ludwig & Reynolds (1988) mengemukakan

pentingnya suatu ahli ekologi/lingkungan mengidentifikasi suatu bentuk/pola sebaran spasial.

Menurutnya, sebaran spasial dapat dijadikan sebagai langkah awal dalam melihat proses

interaksi yang terjadi di dalam suatu komunitas ekologi.

Pola penyebaran keragaman hayati dalam komunitas ekologi tidaklah sama antar satu

spesies dengan spesies lain atau antara satu habitat dengan habitat lain. Setiap spesies memiliki

batas toleransi yang berbeda-beda dengan terhadap kondisi lingkungannya dengan faktor-

faktor pembatasnya dan keterbatasan dalam lingkungan tersebut.

Terdapat tiga bentuk penyebaran keragaman hayati yaitu acak, berkelompok dan

seragam (Ludwig dan Reynolds 1988). Penyebaran secara acak disebabkan oleh kondisi

lingkungan yang homogen atau tingkah laku yang tidak memerlukan kebutuhan khususdimana

tidak tergantung pada sumber daya yang sedikit dan terbatas (spesies generalis). Sedangkan

pola penyebaran berkelompok dan seragam mengindikasikan ada faktor pembatas pada

lingkungan yang mempengaruhi kehadiran populasi spesies di lokasi tersebut.

Arboretum Fakultas Kehutanan IPB memiliki luas 0.36 ha, memiliki jenis-jenis pohon

diantaranya Kayu Afrika (Maesopsis eminii), meranti (Shorea sp.), kapuk (Ceiba pentandra),

burahol (Stelechocarpus burahol), damar (Agathis dammara), keruing (Dipterocarpus sp.),

pulai (Alstonia scholaris), Kayu Afrika (Altingia excelsa), pinus (Pinus merkusii), dan matoa

(Pometia pinnata). Salah satu jenis kayu di Arboretum Fahutan adalah Kayu Afrika yang

mempunyai kegunaan luas, diantaranya bahan konstruksi ringan, peti kemas, kotak, dan sudah

digunakan untuk bahan plywood. Dilihat dari potensi yang dimilikinya, Kayu Afrika

mempunyai prospek yang baik untuk dikembangkan dalam pembangunan hutan tanaman

(Winarni dan Elia, 2009). Untuk mempelajari pola penyebarannya di Arboretum Fahutan IPB,

maka dilakukan penelitian dengan membuat plot-plot diseluruh lokasi Arboretum tersebut.

Tujuan

Menentukan bentuk sebaran spasial pohon afrika di Arboretum Fakultas Kehutanan

IPB.

Manfaat

Hasil praktikum ini dapat dijadikan bahan acuan dalam pengelolaan jenis Kayu Afrika

pada Arboretum Fakultas Kehutanan IPB.

BAB II

METODE

Pengumpulan Data

Metode yang digunakan dalam penelitian ini dengan menggunakan plot contoh ukuran

10 x 10 m di arboretum Fahutan IPB. Ukuran ini merupakan yang lazim digunakan untuk

mengukur jenis tiang dan pohon. Total plot yang dibuat sebanyak 37 (empat puluh) plot.

Dilakukan penghitungan sebaran jenis tiang dan pohon Kayu Afrika. Kategori tiang

berdiameter 10 sampai <20 cm dan pohon diameter ≥20 cm (Soerianegara & Indrawan, 1988;

Rahmat 2007; Aryanto 2009).

Pengumpulan data dilakukan selama satu minggu, di Kampus IPB Dramaga, dengan

mengumpulkan beberapa literatur yang berkaitan mengenai pola sebaran spasial,baik metode

dan perhitungannya. Alat yan digunakan adalah pita meter, alat tulis, kompas dan laptop dan

Ms Office 2016.

Analisis Data

Untuk menentukan pola sebaran spasial Kayu Afrika di Arboetum Fahutan IPB

dilakukan analisa dengan menggunakan metode sebagai berikut :

A. Metode Ratio Ragam

Metode perhitungan dengan metode ini hanya melihat apakah penyebaran secara acak

atau berkelompok (agregat). Rumus yang dihitung pada metode ini adalah sebagai berikut :

X =

i

ii

f

fx .

S2 = 1

.).(2

N

nxfx ii

Dari persamaan ini bila S2 < X maka dapat disimpulan bahwa penyebaran tumbuhan

secara acak, sebaliknya bila S2 > X maka dapat disimpulkan bahwa penyebaran tumbuhan

secara berkelompok.

B. Metode Sebaran Frekuensi

Dengan menggunakan metode sebaran frekewensi lebih lengkap dibandingkan dengan

metode ratio ragam, dimana dapat membedakan apakah penyebaran tumbuhan secara acak,

berkelompok atau homogen. Pengujian ini bersifat bertingkat dimana yang dimulai dengan uji

sebaran Poisson (sebaran Acak) dan jika tidak terbukti lanjutkan dengan yang kedua yaitu

menguji dengan sebaran Binomial negatif (sebaran kelompok). Apabila masih belum teruji

maka secara otomatis pola sebarannya homogen. Hasil dari kedua metode pengujian akan

diuraikan di bawah ini, yaitu :

1. Metode Sebaran Poisson

Tujuan pengujian dengan metode sebaran Poison adalah untuk memastikan bahwa

sebaran jenis Kayu Afrika bersifat acak (Ho) atau tidak acak (H1). Langkah pengujian ini

selain menetukan hipotesis adalah sebagai berikut :

1) Menghitung peluang untuk (x) secara Poisson yaitu :

P(r) = ( x )r.e- x /r!

2) Menghitung nilai frekuansi harapan yang dinotasikan sebagai berikut :

E(r) = P(r) . N

3) Menghitung nilai Chi Square (X2), dengan rumus :

x2 hit = Ex

ExFx 2)(

4) Cari nilai x2 tabel, pada taraf uji 5 % dengan derajat bebas (db) = q-2

5) Menarik kesimpulan, dengan ketentuan yaitu :

Jika X2 hitung ≤ X2 tabel, maka terima Ho.

Jika X2 hitung > X2 tabel, maka Tolak Ho

2. Metode Sebaran Binomial Negatif

Bila pada uji sebaran Poison menyimpulkan tolak Ho (penyebaran tidak secara acak),

maka harus dilakukan uji selanjutnya yaitu metode sebaran binomial negatif. Dengan hipotesis

sebaran Kayu Afrika bersifat berkelompok (Ho) atau atau tidak berkelompok (H1). Langkah

pengujian ini adalah sebagai berikut :

1) Menentukan peluang untuk sebaran binomial negatif, untuk kepentingan ini harus tahu

nilai k, yaitu derajat pengelompokkan.

k = XS

X

2

2

Selanjutnya harus dilakukan uji kebenaran nilai k dengan menggunakan rumus

berikut :

Log (N/No) = k log (1 + ( x / k) )

Karena nilai LHS = nilai RHS, maka nilai k tersebut bisa dipergunakan dalam

penghitungan peluang x (Px). Bila nilai LHS ≠ RHS, maka perlu dilakukan penyesuaian

(ileterasi) nilak k pada persamaan tersebut diatas sehingga diperoleh nilai LHS = RHS.

Nilai k ini akan digunakan untuk menghitung nilai harapan (Px)

2) Dengan demikian selanjutnya dilakukan penghitungan nilai Peluang (Px) pada sebaran

binomial negatif dengan persamaan sebagai berikut :

P(0) = (1 + ( x /k))-k

3) Menentukan nilai frekuensi harapan E(x).

E(x) = N. P(x)

4) Menghitung nilai Chi Square (X2), dengan rumus :

x2 hit = Ex

ExFx 2)(

5) Mencari nilai x2 tabel, pada taraf uji 5 % dengan derajat bebas (db) = q-3

6) Menarik kesimpulan, dengan ketentuan yaitu :

Jika X2 hitung ≤ X2 tabel, maka terima Ho.

Jika X2 hitung > X2 tabel, maka Tolak Ho

Bila hasil pengujian binomial negatif ini menyimpulkan tolak Ho artinya penyebaran

Kayu Afrika tidak bersifat berkelompok, maka sudah cukup membuktikan bahwa penyebaran

bersifat homogen. Tidak diperlukan pembuktian lagi karena telah membuktikan penyebaran

jenis tumbuhan tersebut tidak bersifat acak (hasil uji sebaran poison) dan tidak juga bersifat

berkelompok (hasil uji sebaran negatif).

C. Metode Indeks

Dengan metode ini dapat juga menentukan pola penyebaran spasial tumbuhan Kayu

Afrika di Arboretum IPB. Ada empat indeks yang umum yang digunakan, yaitu :

1. Indeks Dispersi (ID)

ID = X

S 2

Dimana :

X =

i

ii

f

fx . =

N

n

S2 = 1

.).(2

N

nxfx ii

2. Indeks of Clumping (IC)

IC =ID – 1

3. Indeks Greens (IG)

IG =1n

IC

4. Indeks Morissita (IM)

IM=)1(

)1(

nn

nn ii.N

Dari keempat nilai indeks tersebut di atas, nilai yang digunakan untuk mengambil

kesimpulan apakah penyebaran acak, berkelompok atau homogen, maka dilihat dari nilai index

dispersinnya (ID). Bila nilai ID > 1, maka berarti penyebaran tumbuhan Kayu Afrika di

arboretum Fahutan IPB adalah berkelompok.

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil observasi mengenai sebaran Kayu Afrika pada Arboretum Fakultas Kehutanan

ditemukan 37 individu pohon Kayu Afrika (Tabel 1).

Tabel 1 Hasil observasi lapang pada 37 petak yang dilakukan di Arboretum Fakultas

Kehutana IPB ditemukan Kayu Afrika (Maesospsis eminii)

32 =3 33 = 1 34 = 3 35 = 6 36 = 2 37 = 9

26 = 1 27 = 0 28 = 1 29 = 2 30 = 3 31 = 0

20 = 1 21 = 3 22 = 0 23 = 0 24 = 0 25 = 1

14 = 2 15 = 1 16 = 1 17 = 1 18 = 0 19 = 0

8 = 1 9 = 0 10 = 4 11 = 1 12 = 0 13 = 0

2 = 2 3 = 0 4 = 0 5 = 1 6 = 1 7 = 0

1 = 0

Hasil data yang didapat dibuat kedalam tabel sebaran frekuensi untuk memudahkan

dalam penghitungan indeks indeks selanjutnya (table 2)

Tabel 2 Sebarab frekuensi Kayu Afrika di Arboretum Fakultas Kehutanan, IPB.

x Fx nx

0 14 0

1 12 12

2 4 8

3 4 12

4 1 4

6 1 6

9 1 9

Jumlah 37 51

1. Metode Ratio Ragam

Metode rasio ragam merupakan salah satu metode yang dapat digunakan untuk

mengetahui pola penyebaran suatu jenis . Metode tersebut menggunakan nilai rataan dan nilai

variansi.

x̅ = ∑ 𝑥𝑖.𝑓𝑖

∑ 𝑓𝑖 =

𝑛

𝑁 =

51

37 = 1,378 ind/plot

S²= ∑(𝑥𝑖2.𝑓𝑖)− x̅.n

𝑁−1 =

197−(1,378 𝑥 51)

37−1 = 3,52

Hasil perhitungan menunjukkan bahwa S² > x̅ , maka pola sebaran Kayu Afrika di

Arboretum Fahutan menyebar secara mengelompok/agregat.

2. Metode Sebaran Frekuensi

a. Metode Sebaran Poisson

1). Hipotesa :

Ho = Kayu Afrika di Arboretum Fahutan menyebar secara acak.

H1 = Kayu Afrika di Arboretum Fahutan tidak menyebar secara acak.

2). Menentukan sebaran frekuensi pengamatan (Fx)

Tabel 2 Hasil pengamatan sebaran Kayu Afrika di Arboretum Fahutan

x Fx nx Px Ex X² hitung X² tabel

(df=5, α=0,05)

0 13 0 0,252 9,324

15,51

1 12 12 0,347 12,839

2 4 8 0,239 8,843

3 4 12 0,109 4,033 24,587

4 1 4 0,037 1,369

6 1 6 0,0085 0,3145

9 1 9 0,0013 0,0481

Jumlah 37 51

3). Menghitung peluang untuk (x) secara Poisson ; P(x) = (x̅)r . e- x̅ / r!

P(0) = e –x = e-1,378 = 0,252

P(1) = (x̅/1).P(0) = (1,378/1) x 0,252 = 0,347

P(2) = (x̅/2).P(1) = (1,378/2) x 0,347 = 0,239

P(3) = (x̅/3).P(2) = (1,378/3) x 0,239 = 0,109

P(4) = (x̅/4).P(3) = (1,378/4) x 0,109= 0,037

P(6) = (x̅/6).P(6) = (1,378/6) x 0,037= 0,0085

P(9) = (x̅/9).P(6) = (1,378/9) x 0,0085= 0,0013

4). Menghitung nilai frekuensi harapan ; E(r) = P(r) . N

E(0) = P(0).37 = 0,252 x 37 = 9,324

E(1) = P(1).37 = 0,347 x 37 = 12,839

E(2) = P(2).37 = 0,239 x 37 = 8,843

E(3) = P(3).37 = 0,109 x 37 = 4,033

E(4) = P(4).37 = 0,037 x 37 = 1,369

E(6) = P(6).37 = 0,0085 x 37 = 0,3145

E(9) = P(9).37 = 0,0013 x 37 = 0,0481

5). Menghitung nilai Chi Square (X2) ; X2 hit = ∑(𝐹𝑥−𝐸𝑥)2

𝐸𝑥

X2 (0) = (𝐹0−𝐸0)2

𝐸0 =

(13−9,324)2

9,324 = 1,449

X2 (1) = (𝐹1−𝐸1)2

𝐸1=

(12−12,839)2

12,839 = 0,055

X2 (2) = (𝐹2−𝐸2)2

𝐸2=

(4−8,843)2

8,843 = 2,652

X2 (3) = (𝐹3−𝐸3)2

𝐸3 =

(4−4,033)2

4,033 = 0,00027

X2 (4) = (𝐹4−𝐸4)2

𝐸4 =

(1−1,369)2

1,369 = 0,099

X2 (6) = (𝐹6−𝐸6)2

𝐸6 =

(1−0,3145)2

0,3145 = 1,494

X2 (9) = (𝐹9−𝐸9)2

𝐸9 =

(1−0,0481)2

0,0481 = 18,838

X2hitung = 1,449 + 0,055 + 2,652 + 0,00027 + 0,099 + 1,494 + 18,838 = 24,587

6). Nilai x2 tabel dengan taraf uji 5% dengan derajat bebas (db) = q-2, jika q=10, maka db =

10-2 = 8.

Jadi x2 tabel (df=8, α=0,05) adalah 15,51

7). Kesimpulan

Karena x2 hitung > x2 tabel maka tolak H0 dan artinya Kayu Afrika di Arboretum Fahutan

tidak menyebar secara acak.oleh karena itu, perlu dilakukan uji sebaran binomial negatif.

b. Metode Sebaran Binominal Negatif

1) Hipotesa :

Ho= Kayu Afrika di Arboretum Fahutan menyebar secara kelompok/agregat.

H1= Kayu Afrika di Arboretum Fahutan tidak menyebar secara kelompok/agregat.

2) Menentukan sebaran frekuensi pengamatan (Fx)

x Fx nx Px Ex X² hitung X² tabel

(df=5, α=0,05)

0 13 0 0,351 12,987

14,47

1 12 12 0,285 10,545

2 4 8 0,231 8,547 12,323

3 4 12 0,187 6,919

4 1 4 0,151 5,587

6 1 6 0,125 4,551

9 1 9 0,099 3,663

Jumlah 37 51

3) Menghitung peluang untuk sebaran binomial negatif

Pertama, tentukan derajat pengelompokkan (k).

k = x ̅2

𝑆2 −x̅ =

(1,378)2

3,52−1,378 = 0,886

LHS = RHS

Log (N/No) = k log [1 + (x̅ / k)]

Log (37/13) = 0,886 log [1 + (1,378 / 0,886)]

0,454 ≈ 0,361

karena, LHS ≠RHS, maka k kita cari sendiri dan ditemukan nilai k hingga RHS = LHS

yaitu 1,98

LHS = RHS

Log (N/No) = k log [1 + (x̅ / k)]

Log (37/13) = 1,98 log [1 + (1,378 / 1,98)]

0,454 ≈ 0,454

Sehingga nilai k yang digunakan adalah 1,98

Maka nilai peluang (Px) adalah sebagai berikut.

P(0) = [1 + (x̅/k)]-1,98 = [1 + (1,378/1,98)]-1,98 = 0,351

P(1) = [x̅/( x̅ + k)].(k/1).P(0)= [1,378/(1,378+1,98)].(1,98/1).0,351 = 0,285

P(2) = [x̅/( x̅ + k)].(k/1).P(1)= [1,378/(1,378+1,98)].(1,98/1).0,285 = 0,231

P(3) = [x̅/( x̅ + k)].(k/1).P(2)= [1,378/(1,378+1,98)].(1,98/1).0,231 = 0,187

P(4) = [x̅/( x̅ + k)].(k/1).P(3) = [1,378/(1,378+1,98)].(1,98/1).0,187 = 0,151

P(6) = [x̅/( x̅ + k)].(k/1).P(4)= [1,378/(1,378+1,98)].(1,98/1). 0,151 = 0,123

P(9) = [x̅/( x̅ + k)].(k/1).P(6)= [1,378/(1,378+1,98)].(1,98/1).0,123 = 0,099

4) Menghitung nilai frekuensi harapan E(x) = N. P(x)

E(0) = N.P(0) = 37. 0,351= 12,987

E(1) = N.P(1) = 37. 0,285= 10,545

E(2) = N.P(2) = 37. 0,231= 8,547

E(3) = N.P(3) = 37. 0,187= 6,919

E(4) = N.P(4) = 37. 0,151= 5,587

E(6) = N.P(4) = 37. 0,123 = 4,551

E(9) = N.P(4) = 37. 0,099 = 3,663

5) Menghitung nilai Chi Square (X2) ; X2 hit = ∑(𝐹𝑥−𝐸𝑥)2

𝐸𝑥

X2 (0) = (𝐹0−𝐸0)2

𝐸0 =

(13−12,987)2

12,987 = 1,3 x 105

X2 (1) = (𝐹1−𝐸1)2

𝐸1=

(12−10,545)2

10,545 = 0,201

X2 (2) = (𝐹2−𝐸2)2

𝐸2=

(4−8,547)2

8,547 = 2,419

X2 (3) = (𝐹3−𝐸3)2

𝐸3 =

(4−6,919)2

6,919 = 1,231

X2 (4) = (𝐹4−𝐸4)2

𝐸4 =

(1−5,587)2

5,587 = 3,765

X2 (6) = (𝐹6−𝐸6)2

𝐸6 =

(1−4,551)2

4,551 = 2,771

X2 (9) = (𝐹9−𝐸9)2

𝐸9 =

(1−3,663)2

3,663 = 1,936

X2 hit = 1,3 x 105 + 0,201 + 2,419 + 1,231 + 3,765 + 2,771 + 1,936 = 12,323

6) Nilai x2 tabel dengan taraf uji 5% dengan derajat bebas (db) = q-3, jika q=10, maka db = 10-

3 = 7.

Jadi x2 tabel (df=7, α=0,05) adalah 14,47

7) Kesimpulan

Karena x2 hitung ≤ x2 tabel maka terima H0 dan artinya Kayu Afrika di Arboretum Fahutan

menyebar secara berkelompok/agregat.

3.Metode Index

Data hasil pengamatan dari 37 plot diformulasikan dalam tabel sebaran frekuensi di

bawah ini:

Tabel Sebaran Frekuensi Kayu Afrika (Swietenia mahagoni)

x fx nx X2fx ni(ni-1)

0 14 0 0 0

1 12 12 12 132

2 4 8 16 56

3 4 12 36 132

4 1 4 16 12

6 1 6 36 30

9 1 9 81 72

Jumlah 37 51 197 434

Nilai rataan dan nilai variansi.

x̅ = ∑ 𝑥𝑖.𝑓𝑖

∑ 𝑓𝑖 =

𝑛

𝑁 =

51

37 = 1,378 ind/plot

S²= ∑(𝑥𝑖2.𝑓𝑖)− x̅.n

𝑁−1 =

197−(1,378 𝑥 51)

37−1 = 3,52

1. Indeks Dispersi (ID)

ID = 𝑆2

�̅�=

3,52

1,378= 2,554

2. Indeks of Clumping (IC)

IC = ID – 1

= 2,554 – 1

= 1,554

3. Indeks Green (IG)

IG = 𝐼𝐶

𝑛−1

= 1,554

37−1= 0,043

4. Indeks Morissita (IM)

IG = Σ𝑛𝑖(𝑛𝑖−1)

𝑛(𝑛−1). N

= 434

2550. 37 = 6,297

Dari keempat nilai indeks diatas, nilai yang digunakan untuk mengambil kesimpulan

apakah penyebaran acak, berkelompok atau homogen, maka dilihat dari nilai indek

dispersinya (ID). Karena nilai ID > 1, maka artinya penyebaran Kayu Afrika di arboretum

fakultas kehutanan adalah mengelompok.

Kayu Afrika merupakan jenis kayu endemik dari Afrika. Kayu ini tumbuh alami pada

bentang geografis antara 8°LU dan 6°LS. Kayu Afrika banyak ditemukan di hutan tinggi dalam

ekozona antara hutan dan sabana. Jenis ini merupakan jenis suksesi yang tumbuh pada areal

hutan yang terganggu ekosistemnya. Pada sebaran alami, jenis ini tumbuh di dataran rendah

sampai hutan sub pegunungan sampai ketinggian 1.800 m dpl. Jenis ini dapat tumbuh dengan

baik pada daerah dengan curah hujan 1.200 - 3.600 mm/tahun dengan musim kering sampai 4

bulan dan tumbuh dengan baik pada daerah yang memiliki solum tanah dalam dengan drainase

baik. Kayu Afrika juga dapat tumbuh pada solum tipis dengan syarat pada daerah tersebut

terdapat cukup air (Dephut 2002). Arboretum fahutan sangat cocol menjadi tempat tumbuh

Kayu Afrika. Menurut Orwa et al. (2009) Kayu Afrika memiliki sebaran mengelompok dan

berasosiasi pada padang rumput dan hutan terganggu. Hal ini berarti sejalan dengan hasil

pendugaan sebaran Kayu Afrika di arboretum Fahutan yang memiliki sebaran mengelompok.

Kesimpulan

Ditemukan 23 pohon Kayu Afrika di Arboretum Fakultas Kehutanan IPB. Dari

hasil analisis mengenai sebarannya diketahui bahwa Kayu Afrika menyebar secara

berkelompok dan hal ini sesuai dengan ekologi alamiahnya di alam.

Daftar Pustaka

Departemen Kehutanan. 2002. Informasi singkat benih.

www.dephut.go.id/INFORMASI/RRL/IFSP/Maesopsis eminii.pdf [01Juni 2016].

Orwa et al. 2009. Maesopsis eminii. Agroforestry Database 4.0.

Winarni, T. dan S. Elia 2009. Pengaruh ukuran benih terhadap perkecambahan benih kayu

arika (Measopsis eminii). Jurnal. Balai Penelitian Teknologi Pembenihan. Bogor.

6(1): 7-12