## VARIABILITAS KONSENTRASI KLOROFIL-a DI PERAIRAN KALIMANTAN BARAT MENGGUNAKAN DATA MODIS AQUA

## VARIABILITY OF CHLOROPHIL-a CONCENTRATION IN WEST KALIMANTAN SEA USING AQUA MODIS SATELLITE IMAGERY
D Merdekawati 1 , N F Yunita 1 , M Usman 1
1 Program Studi Agribisnis Perikanan dan Kelautan, Jurusan Agribisnis, Politeknik Negeri Sambas Jalan Raya Sejangkung Kawasan Pendidikan Tinggi, Sambas - Kalimantan Barat 79462
a Korespondensi: Dewi Merdekawati, E-mail: dewhi.08@gmail.com

## ABSTRACT
Chlorophyll-a is one of the important parameters in determining the amount of primary productivity in a waters. The purpose of this study was to examine the variability of chlorophyll-a in the waters of West Kalimantan. The data used is monthly and annual level 3 data for 5 years from 2016 – 2020 taken from the  Aqua  MODIS  (Moderate-Resolution  Imaging  Spectroradiometer)  satellite.  The  distribution  of chlorophyll-a in the waters of West Kalimantan shows that the highest concentration value is found in coastal areas and the lowest in offshore waters. Meanwhile, the monthly distribution of chlorophyll-a showed that the highest concentration of chlorophyll-a was in August at 28.93 mg/m 3 and the lowest was in December at 19.42 mg/m 3 .

## Keywords: Aqua MODIS, West Kalimantan, Chlorophyl, Distribution

## ABSTRAK
Klorofil-a merupakan salah satu parameter penting dalam menentukan besarnya produktivitas primer di suatu perairan. Tujuan penelitian untuk mengkaji variabilitas klorofil-a di perairan Kalimantan Barat. Data yang digunakan adalah data bulanan dan tahunan level 3 selama 5 tahun dari tahun 2016 – 2020 yang  diambil  dari  satelit  Aqua  MODIS  (Moderate-Resolution  Imaging  Spectroradiometer).  Sebaran klorofil-a  pada  perairan  Kalimantan  Barat  menunjukkan  nilai  konsentrasi  tertinggi  terdapat  pada wilayah pesisir dan semakin rendah pada perairan lepas pantai. Sedangkan sebaran klorofil-a bulanan menunjukkan konsentrasi klorofil-a tertinggi terdapat pada bulan Agustus yaitu sebesar 28,93 mg/m 3 dan yang terendah pada bulan Desember sebesar 19,42 mg/m 3 .

## Kata kunci: Aqua MODIS, Kalimantan Barat, Klorofil-a, Sebaran
Dewi  Merdekawati,  Nurul  Fatimah  Yunita,  Muhammad  Usman.  2021.  Variabilitas  Konsentrasi Klorofil-a di Perairan Kalimantan Barat menggunakan Data MODIS Aqua. Jurnal Mina Sains 7(2): 68 – 75.

## PENDAHULUAN
Klorofil  merupakan  pigmen  hijau fitoplankton yang diperlukan dalam proses fotosintesis.  Wibisana et  al. (2016) menyatakan fitoplankton sendiri merupakan  salah  satu  bagian  dari  mata rantai  makanan  di  lingkungan  lautan ataupun pesisir pantai. Menurut Putri et al.
(2016)  klorofil-a  dapat  menggambarkan kelimpahan  fitoplankton  disuatu  perairan.
Hal  tersebut menjadikan klorofil-a sebagai salah satu parameter yang memiliki peranan penting dalam menentukan besarnya
produktivitas  primer  di  suatu  perairan. Sebaran klorofil-a sangat berkaitan dengan kondisi oceanografis suatu perairan.
Klorofil-a  dapat  diukur  dengan memanfaatkan sifatnya yang dapat berpijar bila dirangsang dengan panjang gelombang cahaya  tertentu.  Pengukuran  konsentrasi klorofil-a  di  perairan  selama  ini  sering dilakukan secara in situ . Cara ini tentu saja memerlukan  waktu  yang  relatif  lama  dan tidak  efektif  untuk  mengumpulkan  sampel dan  dana  yang  cukup  besar  untuk  analisa
dan  pengumpulan  data  (Hamuna  dan Dimara 2017).
Peran penting dari teknologi penginderaan jauh sangat diperlukan untuk mendukung  dan  menutupi  kekurangan teknik pengambilan sampel untuk mengukur  konsentrasi  klorofil-a  secara konvensional.  Hal  ini  dikarenakan  teknik penginderaan  jauh  memiliki  kemampuan yang  tinggi  dalam  menganalisis  area  yang luas  dan  sulit  ditempuh  dengan  metode konvensional  dalam  waktu  yang  singkat. Menurut Lillesand dan Kiefer (2014) teknik penginderaan jauh merupakan suatu teknik pengamatan  dan  pengumpulan  informasi data  fisik  pada  sasaran  itu  sendiri  karena dipisahkan  oleh  jarak  tertentu.  Salah  satu satelit  penginderaan  jauh  yang  dilengkapi dengan  sensor  yang  dapat  mendeteksi kandungan  klorofil-a  pada  perairan  adalah satelit Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS). Satelit yang memiliki sensor MODIS
adalah  Aqua  dan  Terra,  dimana  satelit  ini memiliki  beberapa  keunggulan  dalam  hal rektifikasi geometri, resolusi spasial, kepekaan radiometri serta kalibrasi radiometri yang lebih  akurat  dibandingkan AVHRR.  MODIS  dapat  memberikan informasi  dalam  resolusi  yang  bervarias mulai dari 250 m, 500 m dan 1 km (Dahuri 1996).  Penelitian  ini  menggunakan  citra satelit  Aqua  MODIS,  karena  berdasarkan hasil penelitian
Wardani (2012) menyatakan bahwa untuk mengetahui nilai klorofil-a yang lebih baik adalah menggunakan  citra  satelit  Aqua  MODIS dibandingkan  citra  satelit  Terra  MODIS berdasarkan  perbedaan  nilai  koefisien determinasi  Aqua MODIS  sebesar 77,57% sedangkan  koefisien  determinasi  citra satelit Terra MODIS hanya sekitar 72,34% jika dibandingkan data lapangan.
Penggunaan  teknologi  penginderaan jauh  terutama  menggunakan  satelit  Aqua MODIS sudah banyak dilakukan, beberapa peneliti  dapat  melakukan  pemantauan kondisi  perairan  secara  cepat,  seperti: Tarigan dan Wiadnyana (2013) di perairan Teluk  Jakarta;  Wibisana et  al. (2016)  di
pesisir  pantai  Lumajang;  Mursyidin  dan Yuswardi  (2017)  di  perairan  Aceh; Intansari et  al. (2018)  di  perairan  Selat Karimata;  Suprijanto et  al. (2019)  di perairan utara Jawa Tengah; dan Warnetti et al. (2020) di Laguna Kabupaten Manokwari.  Dengan  menggunakan  citra satelit Aqua MODIS, dilakukan pengamatan variabilitas klorofil-a di perairan  Kalimantan  Barat  selama  lima tahun  terakhir  yaitu  2016-2020.  Informasi yang  diperoleh  ini  diharapkan  dapat menjadi  acuan  dalam  pemantauan  kualitas lingkungan di perairan Indonesia khususnya perairan Kalimantan Barat.

## METODE PENELITIAN
Data  citra  yang  digunakan  dalam penelitian ini adalah data citra satelit Aqua MODIS  berupa  citra  klorofil-a  level  3 Standar Mapped Image (SMI) bulanan dan tahunan.  Citra  yang  digunakan  memiliki rentang  waktu  selama  5  tahun  dari  tahun 2016  sampai  dengan  tahun  2020  dan  citra yang digunakan memiliki resolusi spasial 4 km.  Data  citra  satelit  Aqua  MODIS didapatkan secara gratis dan dapat didownload  secara  langsung  dari  website resmi MODIS,
yaitu www.oceancolor.gsfc.nasa.gov .  Data  citra MODIS  didistribusikan  dalam  bentuk  NC file.
Citra  modis  yang  didownload  yaitu citra  klorofil-a  yang  selanjutnya  diolah menggunakan  software  Seadas  7.5.3. Dalam prosesnya pertama dilakukan penggabungan  data  pada  tiap  rangkaian data kemudian dilakukan pemotongan data ( cropping ).  Pemotongan  ini  dilakukan untuk  menyesuaikan  dengan  daerah  yang diinginkan yaitu perairan Kalimantan Barat. Agar  tampilan  citra  lebih  informatif  maka dilakukan  perbaikan  tampilan  citra  antara lain  dengan  menyisipkan  landmask,  skala warna,  dan gridline .  Setelah  dilakukan pemotongan, kemudian dilakukan ekstraksi data  yang  bertujuan  untuk  menampilkan data pengukuran konsentrasi klorofil-a tiap titik.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Sebaran Konsentrasi Klorofil-a Bulanan selama 5 tahun
Sebaran  konsentrasi  klorofil-a  yang diekstrak  dari  citra  satelit  Aqua  MODIS hasil  perekaman  bulan  Januari  tahun  2016 sampai  dengan  bulan  Desember  2020 menghasilkan nilai konsentrasi klorofil-a di perairan  Kalimantan  Barat  berkisar  0,45  –
20  mg/m 3 .  Terdapat  beberapa  area  kosong (warna putih) pada citra sehingga pada area tersebut  tidak  terdeteksi  nilai  kandungan sebaran  klorofil-a,  hal  ini  diduga  karena citra  satelit  MODIS  terganggu  oleh  awan. Hasil  perekaman  konsentrasi  klorofil-a menggunakan  data  Aqua  MODIS  bulanan di  Perairan  Kalimantan  Barat  dapat  dilihat pada Gambar 1.
(a) (b) (c) (d) (e) (f)
(g) (h) (i) (j) (k) (l)
Gambar 1. Distribusi klorofil bulanan tahun 2016 – 2020 di Perairan Kalimantan Barat (a) Januari, (b) Februari, (c) Maret, (d) April, (e) Mei, (f) Juni, (g) Juli, (h) Agustus, (i) September, (j) Oktober, (k) November, (l) Desember
Berdasarkan Gambar 1 hasil pemetaan  sebaran  klorofil-a  di  perairan
Kalimantan Barat terlihat bahwa konsentrasi  klorofil-a  relatif  rendah  pada bulan  Desember  sampai  dengan  bulan Februari  berkisar  0,45  –  2,99  mg/m 3 . Kondisi klorofil-a yang rendah diduga pada bulan  tersebut  sedang  berlangsung  musim barat  dimana  massa  air  yang  kaya  nutrisi umumnya  bergerak  ke  arah  timur  perairan Indonesia. Hal ini didukung oleh penelitian Sastra et al. (2018) menyatakan bahwa nilai konsentrasi  klorofil-a  musim  barat  pada tahun  2011-2016  menunjukkan  nilai  rata- rata  terendah  sebesar  0,46  mg/m 3 .  Lebih lanjut  dalam  penelitiannya  menyatakan bahwa rendahnya nilai konsentrasi klorofil- a pada musim barat disebabkan oleh faktor cuaca yang buruk sehingga mempengaruhi intensitas  penyinaran  matahari  menjadi berkurang  di  perairan  laut  sehingga menyebabkan efektivitas fotosintesis fitoplankton menjadi terhambat.
Nilai  konsentrasi  dan  luas  sebaran klorofil-a mulai meningkat pada bulan Mei
dan  mencapai  puncak  pada  pada  bulan Agustus berkisar 10,62 – 28,93 mg/m 3 . Hal ini diduga karena arah angin yang bergerak dari  tenggara  menuju  arah  barat  laut  ikut menggerakkan  massa  air  yang  kaya  zat nutrisi, sehingga terjadi peningkatan klorofil-a. Li et al. (2002) dan Wouthuyzen et  al. (2006)  menyatakan  konsentrasi klorofil-a sebagai indicator untuk mengetahui terjadinya blooming fitoplankton,  apabila  konsentrasi  klorofil-a mencapai 10 mg/m 3 atau >10 mg/m 3 maka di perairan tersebut sedang terjadi kelimpahan fitoplankton  pada bulan Maret dan  April,  klorofil-a  cenderung  stabil  dan penurunan  nilai  klorofil-a  serta  luas sebarannya  terjadi  pada  bulan  September dan  mencapai  konsentrasi  minimum  pada bulan Desember.

## Sebaran Konsentrasi Klorofil Rata-Rata Selama 5 Tahun (2016 – 2020)
Sebaran  konsentrasi  klorofil-a  yang diekstrak  dari  citra  satelit  Aqua  MODIS hasil perekaman data tahunan 2016 sampai dengan 2020 dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Sebaran klorofil selama tahun 2016 – 2020 di perairan Kalimantan Barat
Berdasarkan  Gambar  2  dari  hasil pemetaan  sebaran  klorofil-a  di  perairan Kalimantan  Barat  rata-rata  selama  lima tahun  berkisar  0,45  –  20  mg/m 3 .  Nilai konsentrasi  klorofil-a  dan  luas  sebarannya di  masing-masing  kabupaten  dan  kota menunjukkan  nilai  yang  berbeda  terlihat dari skala warna pada peta. Hasil pemetaan terlihat perbedaan nilai dilihat dari wilayah lintang utara dan lintang selatan. Kabupaten dan kota yang berada di bagian lintang utara adalah Kabupaten Mempawah dengan nilai konsentrasi klorofil-a sebesar 27,57 mg/m 3 , Kabupaten  Bengkayang  berkisar  0,45  – 12,46  mg/m 3 ,  Kota  Singkawang  berkisar 0,45  –  7,8  mg/m 3 ,  Kabupaten  Sambas berkisar  0,45  –  9,27  mg/m 3 .  Sedangkan kabupaten dan kota yang berada di wilayah lintang selatan yaitu Kabupaten Kuburaya, Kabupaten Ketapang dan Kabupaten Kayong  Utara  memiliki  nilai  konsentrasi klorofil-a  berturut-turut  adalah  19,93 mg/m 3 ;  17,95  mg/m 3 ;  dan  18,25  mg/m 3 . Perbedaan  nilai  konsentrasi  klorofil-a  dan luas  sebaran  dapat  disebabkan  adanya perbedaan  kondisi  hidrologi  perairan, perubahan  musim,  kondisi  arus,  serta daerah  aliran  sungai  (Jamshidi  dan  Bakar 2011;  BIG  2015;  Wernand et  al .  2013; Sabrina et al . 2018; Pelly et al. 2020).
Berdasarkan  hasil  data  citra  satelit Aqua  MODIS  pada  Gambar  2,  sebaran konsentrasi  klorofil-a  perairan  Kalimantan Barat ditinjau dari kriteria status trofik suatu perairan  pesisir  berdasarkan  konsentrasi klorofil-a  menurut  Vollenweider et  al. (1998)  maka  perairan  pesisir  Kalimantan Barat  sebagian  besar  tergolong  kategori hipereutrofik  karena  memiliki  kisaran konsentrasi  klorofil-a  perairan  >5  mg/m 3 . Adapun Sebagian kecilnya tergolong dalam kategori mesotrofik dan eutrofik (konsentrasi klorofil <5 mg/m 3 ).
Sebaran klorofil-a di perairan
Kalimantan  Barat  berbeda  antara  perairan pesisir  atau  pantai  dengan  perairan  lepas pantai, dimana perairan pesisir Kalimantan Barat  cenderung  memiliki  konsentrasi klorofil  yang  lebih  tinggi  dibandingkan
perairan lepas pantai. Hal ini diduga karena adanya  kelimpahan  nutrient  dari  daratan terutama  aliran  dari  Sungai  Kapuas.  Hasil penelitian serupa didapatkan pada penelitian Nazula et al . (2019) dimana hasil pemetaan  menunjukkan  bahwa  sebaran konsentrasi  klorofil-a  di  Teluk  Jakarta beragam, bagian paling dekat dengan pantai daerah  teluk  Jakarta  berkisar  2,5  –  34 mg/m 3 , bagian lepas pantai berkisar 2,5 – 10 mg/m 3 sedangkan  pada  bagian  yang mengarah  ke  lautan  semakin  menurun berkisar  1-  2,1  mg/m 3 .  Beberapa  faktor yang  menyebabkan  terjadinya  perbedaan nilai  tersebut  antara  lain  tingginya  curah hujan  dan  berlebihnya  akumulasi  zat  hara dari  aliran  sungai.  Faktor  tersebut  dapat meningkatkan  proses  fotosintesis  hingga diatas  rata-rata  dan  beresiko  terjadinya blooming dan perairan terlalu subur.

## KESIMPULAN
Sebaran  klorofil-a  pada  perairan Kalimantan  Barat  menunjukkan  nilai konsentrasi tertinggi terdapat pada wilayah pesisir  dan  semakin  rendah  pada  perairan lepas  pantai.  Sedangkan  sebaran  klorofil-a bulanan menunjukkan konsentrasi klorofil- a  tertinggi  terdapat  pada  bulan  Agustus sebesar  28,93  mg/m 3 dan  yang  terendah pada  bulan  Desember  yaitu  sebesar  19,42 mg/m 3 .

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih kepada  Pihak  Kementrian  Pendidikan, Kebudayaan,  Riset  dan  Teknologi  atas pendanaan  penelitian  skema  Penelitian Dosen Pemula pada tahun 2021.

## DAFTAR PUSTAKA
[BIG] Badan InformasiGeospasial. Pemetaan Karakteristik Laut Dangkal Utara  Jawa  Timur,  Cibinong,  Jawa Barat : BIG, 2015.
Dahuri, R., Rais J., Ginting S.P., dan Sitepu M.J. 1996. Pengelolaan Sumberdaya Wilayah  Pesisir  dan  Lautan  secara Terpadu . Jakarta: PT. Pradnya Paramita.
Hamuna B dan Dimara L. 2017. Pendugaan konsentrasi klorofil-a dari citra satelit Landsat 8 di Perairan Kota Jayapura. Maspari Journal , 9(2): 139 – 148.
Intansari  G.,  Jumarang  M.I.,  Apriansyah.
2018. Variabilitas klorofil-a dan suhu permukaan  laut  di  Perairan  Selat Karimata. PRISMA , IV(01): 76 – 79.
Jamshidi, S and Bin Abu Bakar, N. A. 2011.
Study on distribution of chlorophyll-a in  the  coastal  waters  of  Anzali  Port, south  Caspian  Sea. Ocean  Science Discussions , 8: 435 – 451.
Li,  H.  P.,  G.C.  Gong  dan  T.  M.  Hsiung.
2002. Phytoplankton pigment analysis by HPLC and its application in  algal  community  investigations. Bot. Bull. Acad. Sin 43: 283 – 290.
Lillesand, T., Kiefer R.W., dan Chipman J. 2014.  Remote  Sensing  and  Image Interpretation. New York: John Wiley
& Sons.
Mursyidin  dan  Yuswardi.  2017.  Deteksi kesuburan
perairan
Aceh menggunakan  citra  klorofil-a  satelit Aqua  MODIS. CIRCUIT:  Jurnal Ilmiah  Pendidikan  Teknik  Elektro , 1(1): 44 – 50.
NASA. (2009). MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectrofotometer) . California:
National Aeronatics and  Space Administration.
Nazula A.H., Rahman A., Winarso G. 2019.
Metode  pemetaan  sebaran  klorofil-a secara  spasial  dan  temporal  di  Teluk
Jakarta  menggunakan  citra  Aqua MODIS. Seminar Nasional
Penginderaan Jauh ke-6 Tahun 2019 .
Pelly,  D.A.,  Marfai,  M.A.,  Pangaribowo,
E.H and Fadholi, A. 2020.
Chloropyll-a variability during
positive IOD – the east season period in 2019 in Padang Sea, Indonesia. 6 th International  Conference  on  Sciece and  Technology. E3S  Web  of Conference , 200(10.1051): 1 – 8.
Putri  G.A.,  Zainuri  M.,  dan  Priyono  B.
2016. Sebaran ortofosfat dan klorofil- a di  perairan Selat Karimata. Buletin Oseanografi Marina , 5(1): 44 – 51.
Sabrina,  B.,  Maslukah,  L  and  Wulandari,
S.Y. 2018. Chlorophyll-a distribution and its relation with current pattern in northern  waters  of  Central  Java. Omni-Akuatika , 14(1): 69 – 76.
Sastra  I.G.A.B.W.,  Karang  I.W.G.A.,  As- syakur A.R., Suteja Y. 2018. Variasi musiman hubungan antara parameter oceanografi  dengan  hasil  tangkapan ikan tongkol berdasarkan data harian di  Selat Bali. Journal of Marine and Aquatic Sciences , 4(1): 109 – 119.
Suprijanto  J., Widowati I.,  Wirasatriya A., dan  Khasanah  U.  N.  2019.  Spatio- Temporal distribution of chlorophyll- a  in  the  Northern  waters  of  Central Java using Aqua-MODIS. 4 th International Conference on Tropical and Coastal Region Eco
Development.  IOP  Conf.  Series:
Earth  and  Environmental  Science , 246 (2019) 012050.
Tarigan M. S. dan Wiadnyana N. N. 2013. Pemantauan  konsentrasi  klorofil-a menggunakan  citra  satelit  terra-aqua di  Teluk  Jakarta. Jurnal  Kelautan Indonesia , 8(2): 81 – 89.
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 Environmentric , 9(1): 329 – 357.
Wardani  R.T.  2012.  Analisa  perbandingan konsentrasi klorofil antara citra satelit terra  dan  Aqua  MODIS  ditinjau  dari suhu  permukaan  laut  dan  muatan padatan  tersuspensi  (Studi  Kasus:
Perairan Selat Madura
dan Sekitarnya). GEOID:  Journal  of Geodesy  and  Geomatics ,  8(1):  68  – 74.
Warnetti S.W., Pattiasina T. F., Saleh F. I. E., Alianto, Talakua S., dan
Matulessy.  2020.  Distribusi  spasial klorofil-a di Laguna Kabori Kabupaten  Manokwari. Musamus Fisheries  and  Marine  Journal ,  3(1): 77 – 85.
Wibisana H., Zainab S.,  dan Handajani N. 2016.  Analisa  konsentrasi  klorofil-a pada pesisir pantai berbasis parameter nilai  reflektans  citra  satelit  Aqua MODIS. Seminar  Nasional  Peran Geospasial dalam Membingkai NKRI 2016: 301 – 307 .
Wernand,  M.R.,  van  der  Woerd,  H.J  and Gieskes,  W.W.C.  2013.  Trends  in ocean colour and chlorophyll concentration  from  1889  to  2000,
worldwide . PLos ONE , 8(6): 1 – 20.
Wouthuyzen  S.,  Tarigan  M.S.,  Kusmanto E.,  Indarto  H.,  dan  Sugarin.  2006. Pemantauan  Kualitas  Perairan  Teluk Jakarta  untuk  Memprediksi  Mark
Algae dengan Satelit Terra dan Aqua MODIS. Laporan Penelitian Kompetitif Jabopunjur – LIPI.