## VARIABILITY ANALYSIS OF CHLOROPHYLL-A DISTRIBUTION ON THE COAST OF SOUTHWEST ACEH USING AQUA MODIS IMAGE
Mai Suriani 1* , Mira Mauliza Rahmi 2 , Ika Kusumawati 1 , Dini Islama 3 , Astrid Fauzia Dewinta 4 , Heriansyah 1
1 Department of Marine Science, Faculty of Fisheries and Marine Science, Teuku Umar University
2 Department of Aquatic Resources, Faculty of Fisheries and Marine Science, Teuku Umar University
3 Department of Aquaculture, Faculty of Fisheries and Marine Science, Teuku Umar University Jln. Alue Peunyareng, Kec. Meureubo, Kab. Aceh Barat, Aceh, 23615
4 Department of Aquatic Resources Management, Faculty of Agriculture, Universitas Sumatera Utara Jl. Dr T Mansur No 9 Padang Bulan, Kota Medan, Sumatera Utara, 20155
* maisuriani@utu.ac.id

## ABSTRACT
Chlorophyll-a has an important role in determining the trophic status and estimation of the  fertility  level  of  waters.  The  aim  of  this  study  was  to  analyze  the  variability  of  the concentration  of  chlorophyll-a  on  the  coast  of  Southwest  Aceh.  This  study  uses  remote sensing  technology  using  Aqua  MODIS  imagery,  the  image  used  is  an  annual  Level  3 Standard  Mapped  Image  (SMI)  chlorophyll-a  image  with  a  period  of  7  years  from  2015  to 2021  and  has  a  spatial  resolution  of  4  km.  The  image  is  processed  using  software,  namely SeaDAS  and  ArcMap.  The  results  of  this  study  showed  that  the  distribution  of  the  highest annual  chlorophyll-a  concentration  was  in  2019  at  0.29  –  2.27  mg/m 3 ,  and  the  lowest chlorophyll-a concentration was found in 2020 ranging from 0.29 – 1.02 mg/m 3 . The average concentration  of  chlorophyll-a  in  Southwest  Aceh  waters  for  7  years  (2015-2021)  shows  a low chlorophyll-a concentration ranging from 0.29 to 1.22 mg/m 3 and belongs to oligotrophic and mesotrophic waters.
Keywords: Chlorophyll-A, Aqua Modis, Southwest Aceh.

## I. PENDAHULUAN
Kabupaten  Aceh  Barat  Daya  terletak dibagian  Barat-Selatan  Provinsi  Aceh.
Perairan  Aceh  Barat  Daya  berbatasan langsung dengan Samudera Hindia. Berdasarkan  SK  Gubernur  Aceh  Nomor 523/1297/2018 tentang
penetapan pencadangan  kawasan  konservasi  perairan Aceh,  Kabupaten  Aceh  Barat  Daya termasuk  ke  dalam  salah  satu  kawasan konservasi  perairan  berupa  Suaka  Alam Perairan  (SAP).   Pemantauan  ekologis sangatlah  penting  untuk  dilakukan  dalam pengelolaan  kawasan  konservasi  perairan. Salah  satu  upaya  pemantauan  ekologis
adalah analisis kesuburan perairan. Analisis ini  dapat  ditinjau  dari  sebaran  konsentrasi klorofil-a.
Klorofil-a  adalah  pigmen  fotosintesis yang  terdapat  didalam  tubuh  fitoplankton. Fitoplankton  diperairan  berperan  sebagai produsen primer. Oleh sebab itu, konsentrasi  klorofil-a  dapat  dijadikan sebagai  sebagai  indikator  kualitas  suatu perairan [1] dan indikator tingkat kesuburuan suatu perairan [2].
Penginderaan  jauh  dapat  digunakan dalam  kegiatan  pemantauan  kualitas  suatu perairan secara realtime dan terbukti sangat efektif  dan  efisien  [3].  Penggunaan  citra
e-issn: 2716-4608 p-issn: 2655-366X Aqua MODIS pada penelitian ini didasarkan  pada  hasil  penelitian  oleh  [4] tentang  perbedaan  konsentrasi  klorofil-a yang  diperoleh  dari  hasil  pengolahan  citra Aqua  MODIS  dan  citra  Terra  dimana didapatkan bahwa jika dibandingkan dengan  data  lapangan,  citra  Aqua  MODIS memiliki koef. determinasi (R 2 ) lebih besar dibandingkan  citra  Terra,  masing-masing sebesar  77.57%  dan  72.34%.  Dengan demikian,  dapat  disimpulkan  bahwa  guna mendapatkan  data  klorofil-a  yang  lebih bagus  sebaiknya  menggunakan  citra  dari satelit  Aqua  MODIS  karena  mempunyai koefisien determinasi yang lebih tinggi.
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis  konsentrasi  klorofil-a  tiap
tahun  di  sekitar  Perairan  Aceh  Barat  Daya dengan  menggunakan  citra  Aqua  MODIS selama  7  tahun  terakhir  yaitu  2015-2021. Hasil  penelitian  ini  dapat  dimanfaatkan untuk kegiatan pemantauan kualitas perairan Aceh Barat Daya.

## 2. METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat
Daerah pengamatan berada di perairan  Kabupaten  Aceh  Barat  Daya, Aceh.  Secara  geografis,  daerah  penelitian ini terletak pada titik koordinat 3° 51' 11.2'' N - 97° 3' 26.7'' E sampai 3° 27' 34.1'' N  - 96° 37' 11.6'' E (Gambar 1).
Gambar 1. Peta lokasi penelitian di perairan Aceh Barat Daya

## Tahapan Pengolahan Citra
Penelitian ini menggunakan  data  dari hasil  pengolahan  citra  Aqua  MODIS  yaitu citra  klorofil-a  Level  3  (produk  data Standar  Mapped  Image)  tahunan  dengan rentang  waktu  7  tahun  dari  tahun  2015 hingga  tahun  2021.  Selain  itu,  Citra  yang digunakan  adalah  citra  dengan  resolusi spasial  4  km.  Citra  tersebut  dapat  di download  secara  gratis  dari  website Nasa
OceanColor , https://oceancolor.gsfc.nasa.gov/ . Konsentrasi  klorofil-a  dihitung  dan diekstrak  menggunakan  aplikasi Seadas versi 7.5.3 . Langkah  pertama  adalah memperbaiki  tampilan  citra  dengan  cara menyisipkan coastline dan landmask . Kemudian  dilakukan  ekstraksi  konsentrasi klorofil-a  dari  citra  Aqua  MODIS  dalam format text  document  (.txt) .  Selanjutnya data  tersebut  diubah  kedalam  format  file
excel  menggunakan Microsoft  excel 2010.
Terakhir  dilakukan  pemetaan  sebaran klorofil-a dengan cara layouting menggunakan ArcGis versi 10.7.1.

## 3.     HASIL DAN PEMBAHASAN Variasi  Konsentrasi  Klorofil-a  Tahunan
(2015-2021)
Hasil  analisis  konsentrasi  klorofil-a tahunan  di  Perairan  Aceh  Barat  Daya menggunakan  citra  satelit  Aqua  MODIS yang diolah menggunakan software SeaDAS 7.5.3 menunjukkan adanya variasi konsentrasi  klorofil-a  dari  tahun  2015 hingga  tahun  2021.  Sebaran  konsentrasi klorofil-a  paling  tinggi  diperoleh  pada tahun  2019  dan  paling  rendah  ditemukan pada tahun 2020.
Berdasarkan
Gambar 2 dapat disimpulkan  bahwa  konsentrasi  klorofil-a tahunan  di  Perairan  Aceh  Barat  Daya cenderung tidak stabil. Konsentrasi klorofil-a  pada  tahun  2015  berkisar  0.23- 1.45  mg/m 3 ,  pada  tahun  2016  ditemukan peningkatan  konsentrasi  klorofil-a  menjadi 0.28-1.88  mg/m 3 ,  tahun  2017  terjadi penurunan  konsentrasi  klorofil-a  menjadi 0.30-1.37  mg/m 3 ,  tahun  2018  konsentrasi klorofil-a berkisar 0.30–1.11 mg/m 3 . Konsentrasi  klorofil-a  di  perairan  ini mengalami  peningkatan  kembali  pada tahun  2019  dengan  konsentrasi  klorofil-a berkisar  0.29-2.27  mg/m 3 .  Namun,  pada tahun  2020  konsentrasi  klorofil-a  menurun drastis menjadi 0.29-1.02 mg/m 3 .
Konsentrasi  klorofil-a  pada  tahun  2021 berkisar 0.25-1.70 mg/m 3 .
(a) (b) (c) (d) K is a ra n s e b a ra n k lo ro fi l- a ( m g /m 3 ) 0, 23 0, 36 0, 50 0, 63 0, 77 0, 90 1, 04 1, 18 1, 31 1, 45 K isa ra n se b ar an kl o ro fi l- a (m g /m 3) 0 ,2 8 0 ,4 6 0 ,6 4 0 ,8 1 0 ,9 9 1 ,1 7 1 ,3 5 1 ,5 3 1 ,7 0 1 ,8 8 K is a ra n s e b a ra n k lo ro fi l- a ( m g /m 3 ) 0 ,3 0 0 ,4 2 0 ,5 3 0 ,6 5 0 ,7 7 0 ,8 9 1 ,0 1 1 ,1 3 1 ,2 5 1 ,3 7 K is a ra n s e ba ra n k lo ro fi l- a ( mg /m3 ) 0,30 0,39 0,48 0,57 0,66 0,75 0,84 0,93 1,02 1,1 1
(e) (f) (g)
Gambar  2. Peta  sebaran  klorofil-a  di  Perairan  Aceh  Barat  Daya,  (a)  2015,  (b)  2016,  (c)  2017,  (d) 2018, (e) 2019. (f) 2020, dan (g) 2021
Ketidakstabilan konsentrasi klorofil-a disebabkan  oleh  banyak  faktor,  salah satunya  adalah  faktor  oseanografi  suatu perairan [5], seperti suhu [6], pencampuran massa  air,  dan  sirkulasi  massa  air  [7]. Selain itu, curah hujan juga diketahui dapat mempengaruhi  konsentrasi  klorofi-a.  Hal ini  didukung  oleh  [8]  yang  menyatakan bahwa  terjadinya  peningkatan  kandungan nutrient  terlarut  dapat  disebabkan  oleh adanya  peningkatan  curah  hujan  yang mengangkut nutrient ke laut melalui muara sungai. Kabupaten Aceh Barat Daya sendiri memiliki  beberapa  sungai  yang  bermuara ke laut diantaranya yaitu Krueng Surin dan Krueng Lamatuha.

## Rata-rata  Sebaran  Klorofil-a  Selama  7 Tahun
Hasil pengolahan data citra dari bulan Januari 2015 hingga bulan Desember 2021, menunjukkan  bahwa  rata-rata  konsentrasi klorofil-a  selama  7  tahun  di  perairan  Aceh Barat  Daya  berkisar  0.29-1.22  mg/m 3 (Gambar  3).  Hasil  penelitian  ini  tidak  jauh berbeda  dengan  penelitian  yang  dilakukan [9]  di  sekitar  perairan  Aceh  menggunakan citra  satelit  Aqua  Modis  perekaman  bulan Juni  hingga  Oktober  2010  yang  berkisar 0.08  mg/m 3 hingga  1.20  mg/m 3 .  Namun, hasil  penelitian  ini  tergolong  rendah dibandingkan  hasil  penelitian  [10]  di perairan  Aceh  pada  tahun  2002  diperoleh konsentrasi klorofil-a sebesar 1.5-3.4
mg/m 3 .  Perbedaan  konsentrasi  klorofil-a
K is a ra n s e b ar a n k lo ro fi l- a ( m g /m 3 ) 0 ,2 9 0 ,5 1 0 ,7 3 0 ,9 5 1 ,1 7 1 ,3 9 1 ,6 1 1 ,8 3 2 ,0 5 2 ,2 7 K is a ra n s e b a ra n k lo ro fi l- a ( m g /m 3 ) 0 ,2 9 0 ,3 7 0 ,4 5 0 ,5 3 0 ,6 1 0 ,7 0 0 ,7 8 0 ,8 6 0 ,9 4 1 ,0 2 K is a ra n s e ba ra n k lor of il -a ( mg/ m3 ) 0,25 0,41 0,57 0,73 0,89 1,05 1,22 1,38 1,54 1,70
berkaitan dengan perbedaan kondisi oseanografis  dari  masing-masing  perairan. Hal ini didukung oleh [11] yang menyatakan  bahwa  sebaran  klorofil-a dipengaruhi  oleh  kondisi  oseanografis diantaranya  kecerahan,  suhu  permukaan laut  kecepatan  arus    dan  oksigen  terlarut. Selain  itu,  masukan  nutrient  ke  masing- masing  perairan  dari  aktivitas  di  daratan sekitarnya  juga  sangat  mempengaruhi sebaran konsentrasi klorofil-a [12].
Gambar  3. Peta  rata-rata  konsentrasi klorofil-a  selama  7  tahun  di Perairan Aceh Barat Daya
Konsentrasi klorofil-a dapat dijadikan sebagai  indikator  dalam  penentuan  status trofik  suatu  perairan  [13]  dan  dapat dijadikan  sebagai  salah  satu  indikator dalam  penentuan  tingkat  kesuburan  suatu
perairan [14]. Berdasarkan kategori konsentrasi klorofil-a oleh [15], maka dapat disimpulkan  bahwa  perairan  Aceh  Barat Daya tergolong ke dalam perairan oligotrofik hingga mesotrofik . [16]
menyatakan  bahwa  perairan oligotrofik adalah perairan yang mempunyai kandungan  nutrient  dan  produktivitas rendah.  Sedangkan  perairan mesotrofik merupakan perairan dengan tingkat kesuburan sedang [17].

## 4.      KESIMPULAN DAN SARAN
Konsentrasi  klorofil-a  di  Perairan Aceh  Barat  Daya  menunjukkan  nilai konsentrasi  klorofil-a  yang  rendah  berkisar 0.29-1.22  mg/m 3 dan  tergolong  kedalam perairan oligotrofik hingga mesotrofik .
Sedangkan  konsentrasi  klorofil-a  tahunan menunjukkan  bahwa  nilai  konsentrasi klorofil-a  tertinggi  diperoleh  pada  tahun 2019 yaitu 0.29-2.27 mg/m 3 , dan konsentrasi  klorofil-a  terendah  didapatkan pada tahun 2020 berkisar 0.29-1.02 mg/m 3 . Perlu  dilakukan  penelitian  lebih lanjut secara in situ maupun ex situ dengan parameter  kualitas  perairan  yang  lebih beragam  seperti  jenis  dan  kelimpahan fitoplankton,  suhu,  arah  arus  dan  nutrien agar  kualitas  perairan  Aceh  Barat  Daya dapat  diketahui  secara  mendetail  dan mendalam.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Trevor,  W.,  Edward,  B.,  &  Burke,  H.  (1998). Environmental  indicators  for  national state  of  the  environment  reporting  Estuaries  and  the  Sea,  Australia:  State  of  the Environment  (Environmental  Indicators  Reports) .  Canberra  (AU):  Departments  of  the Environment
2. Gupta,  M.  (2014).  A  new  Tropic  State  Index  for  Lagoons. Journal  of  Ecosystem , https://doi.org/10.1155/2014/152473
3. Shutler,  J.D.,  Land,  P.E,.  Smith,  T.J.,  &  Groom,  S.B.  (2007).  Extending  the  Modis  1 km Ocean Color atmospheric Correction to the 500 m bands and 500 m Chlorophyll-a Estimation  Towards  Coastal  and  Estuarine  monitoring. Remote  Sensing  of Environment, 107: 521-532
4. Wardani,  R.T.,  &  Sukojo,  B.M.  (2012).  Analisa  perbandingan  konsentrasi  klorofil-a antara  citra  satelit  Terra  dan  Aqua  MODIS  ditinjau  dari  suhu  permukaan  laut  dan
K is a ra n s e ba ra n k lor o fi l- a ( mg/ m 3 ) 0 ,2 9 0 ,3 9 0 ,5 0 0 ,6 0 0 ,7 0 0 ,8 1 0 ,9 1 1 ,0 1 1 ,1 2 1 ,2 2
muatan  padatan  tersuspensi  (Studi  Kasus:  Perairan  Selat  Madura  dan  Sekitarnya). GEODIV , 8(1) : 68-74
5. Mann,  K.H.,  &  Lazier,  J.R.N.  (1991). Dynamics  of  Marine Ecosistems .  Oxford  (GB): Blackwell Scientific Publication.
6. Sidik,  A.,  Agussalim,  A.,  &  Ridho,  M.R.  (2015).  Akurasi  nilai  konsentrasi  klorofil-a dan  suhu  permukaan  laut  menggunakan  data  penginderaan  jauh  di  Perairan  Pulau Alanggantang Taman Nasional Sembilang. Maspari Journal , 7 (2): 25-32.
7. Rasyid, A. (2009). Distribusi klorofil-a pada musim peralihan Barat-Timur di Perairan Spermonde Provinsi Sulawesi Selatan. Jurnal Sains & Teknlogi , 9 (2): 125-132
8. Kunarso,  S.H.,  Nining,  S.N.,  &  Mulyono,  S.B.  (2011).  Variabilitas  suhu  klorofil-a daerah  upwelling  pada  variasi  kejadian  ENSO  dan  IOD  di  Perairan  Selatan  Jawa sampai Timor. Jurnal Ilmu Kelautan, 16 (3) : 171-180.
9. Mursyidin,  M.,  &  Yuswardi,  Y.  (2017).  Deteksi  kesuburan  perairan  Aceh menggunakan  citra  klorofil-a  satelit  Aqua  MODIS. CIRCUIT:  Jurnal  Ilmiah Pendidikan Teknik Elektro , 1(1): 44-50
10. Kumalawati, A.S. (2004). Variabilitas Parameter Oseanografi dan Sebaran Klorofil-a di  Periaran  Nangroe  Aceh  Darussalam  pada  Bulan  Oktober-November  2002.  Skripsi . Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Institut Pertanian Bogor.
11. Semedi,  B.,  &  Safitri,  N.M.  (2015).  Estimasi  distribusi  klorofil-a  di  Perairan  Selat Madura  menggunakan  data  citra  satelit  Modis  dan  pengukuran in  situ pada  Musim Timur. Research Journal of Life Science , 2 (1): 40-49.
12. Fitriya,  N.,  Surbakti,  R.,  &  Aryawati,  R.  (2011).  Pola  sebaran  fitoplankton  serta klorofil-a pada Perairan Tambelan Laut Natuna. Jurnal Maspari : 3 (2): 1-8.
13. Linus,  Y.,  Salwiyah,  &  Irawati,  N.  (2016).  Status  kesuburan  perairan  berdasarkan kandungan klorofil-a di perairan Bungkutoko Kota Kendari. Jurnal Manajemen Sumber Daya Perairan , 2 (1): 101-111.
14. Purwadhi S H. (2001) . Interpretasi Citra Digital . Jakarta: Grasindo
15. Vollenweider, R.A., Giovanardi, F., Motanari, G., Rinaldi, A. (1998). Characteristization  of  the  triphic  conditions  of  marine  coastal  waters  with  special reference  to  the  NW  Adriatic  Sea:  proposal  for  a  trophic  scale,  turbidity  and generalized water quality index. Journal Enviromentric , 9 (1): 329-357
16. Effendi  H.  (2003). Telaah  Kualitas  Air  bagi  Pengelolaan  Sumber  Daya  dan Lingkungan Perairan . Yogyakarta: Kanisius.
17. Goldman, C.R., Horne, A.J. (1994). Limnology . USA: MC. Graw Hill Book Co.