Optimalisasi Penetapan Zona Inti Kawasan Konservasi Pesisir dan Pulau-Pulau Kecil Tapanuli Tengah Berdasarkan Karakteristik Oseanografi

Abstract

Keanekaragaman hayati laut mengalami penurunan yang mengkhawatirkan secara global akibat penangkapan ikan berlebih, pencemaran, degradasi habitat, dan perubahan iklim. Kawasan Konservasi Perairan (KKP) telah diakui sebagai salah satu instrumen pengelolaan paling efektif untuk melindungi ekosistem laut dan memulihkan stok ikan. Namun, efektivitas KKP sangat bergantung pada perancangan zonasi yang tepat serta pelaksanaan pengawasan yang ketat. Di Indonesia, sebagian besar penetapan zonasi konservasi masih didasarkan pada kriteria ekologi dan sosial ekonomi, sementara faktor oseanografi dan hidrodinamika belum banyak diperhitungkan. Untuk menjawab kesenjangan tersebut, penelitian ini mengusulkan pendekatan terintegrasi yang menggabungkan data biologi, geomorfologi, dan oseanografi guna mengoptimalkan penetapan zona inti atau no-take zone (NTZ) di kawasan konservasi perairan. Penelitian ini dilaksanakan di Kawasan Konservasi Pesisir dan Pulau-Pulau Kecil Tapanuli Tengah, Sumatera Utara, yang telah ditetapkan secara resmi melalui Keputusan Menteri Kelautan dan Perikanan Nomor 87 Tahun 2020. Meskipun kawasan ini dibentuk untuk melindungi ekosistem terumbu karang, padang lamun, dan mangrove, penilaian terhadap efektivitas zona larang tangkap (zona inti) belum pernah dilakukan berdasarkan parameter habitat dan oseanografi yang terintegrasi. Tujuan penelitian ini meliputi empat aspek utama: (1) memetakan habitat dasar perairan di kawasan konservasi, (2) menganalisis karakteristik geomorfologi dan oseanografi seperti suhu, salinitas, arus, pH, konsentrasi nutrien, dan oksigen terlarut, (3) menilai hubungan antara parameter-parameter tersebut dengan pertumbuhan karang dan komunitas ikan karang, serta (4) mengevaluasi efektivitas ekologis dari zona inti yang telah ditetapkan. Pengambilan data lapangan dilakukan pada bulan Mei 2024 di lokasi yang mencakup area zona inti dan area di luar zona inti. Data terumbu dan ikan karang dikumpulkan menggunakan metode fotografi bawah air. Citra satelit SPOT-6/7 dianalisis dengan dua pendekatan, yaitu Object-Based Image Analysis (OBIA) dan Google Earth Engine (GEE), yang selanjutnya dibandingkan tingkat akurasi dan ketelitiannya dalam pemetaan habitat bentik. Sedangkan data oseanografi dikumpulkan melalui situs marine copernicus yang divalidasi dengan data observasi langsung di lapangan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa metode OBIA memiliki tingkat akurasi yang lebih tinggi dibandingkan GEE dalam mengidentifikasi dan mengklasifikasikan habitat dasar yang kompleks seperti karang hidup, karang mati, padang lamun, pecahan karang (rubble) dan pasir. Proses segmentasi bertingkat pada OBIA mampu membedakan habitat bentik lebih presisi, sehingga menghasilkan batas habitat yang lebih akurat. Sebaliknya, pendekatan berbasis piksel pada GEE cenderung menghasilkan klasifikasi yang lebih kasar. Dengan demikian, OBIA dinilai lebih tepat digunakan dalam perencanaan spasial konservasi laut karena mampu memberikan representasi ekosistem dasar perairan yang lebih realistis. Analisis oseanografi memperlihatkan variasi spasial dan temporal yang signifikan terhadap kesehatan ekosistem terumbu karang dan distribusi ikan karang. Selama periode 2011–2021, suhu permukaan laut berkisar antara 27,5°C hingga 31,8°C dengan tren peningkatan suhu yang berasosiasi dengan kejadian pemutihan karang (coral bleaching), terutama pada tahun 2016–2020. Nilai salinitas dan pH relatif stabil dalam kisaran optimal untuk pertumbuhan karang. Konsentrasi nutrien (nitrat dan fosfat) berfluktuasi secara musiman, sementara kadar oksigen terlarut lebih tinggi di zona inti, yang menunjukkan kondisi perairan yang lebih sehat dan produktif. Pola arus serta topografi dasar laut yang kompleks berperan penting dalam menjaga keanekaragaman hayati melalui pengaruhnya terhadap penyebaran larva, transportasi sedimen, dan ketersediaan nutrien. Analisis statistik multivariat Principal Component Analysis (PCA), menunjukkan hubungan yang kuat antara stabilitas oseanografi dengan kondisi ekosistem terumbu karang. Zona inti yang memiliki suhu sedang, kadar oksigen tinggi, dan konsentrasi nutrien rendah menunjukkan tutupan karang keras dan keanekaragaman karang yang lebih tinggi dibandingkan area di luar zona inti. Sebaliknya, area di luar zona inti menunjukkan konsentrasi nutrien yang lebih tinggi, dominasi makroalga, serta penurunan tutupan karang hidup, yang mengindikasikan tekanan ekologis akibat aktivitas manusia dan sedimentasi. Hasil analisis komunitas ikan karang juga memperkuat manfaat ekologis dari zona inti. NTZ memiliki kekayaan jenis, kelimpahan, dan biomassa ikan karang yang lebih tinggi dibandingkan area yang diperbolehkan untuk penangkapan. Hal ini menunjukkan bahwa NTZ berfungsi efektif sebagai area pemijahan dan pembesaran (nursery grounds), yang berkontribusi terhadap pemulihan populasi ikan di seluruh kawasan konservasi. Hasil analisis dari penelitian ini merekomendasikan penerapan pendekatan adaptif co-management yang mengintegrasikan pengetahuan lokal, pemantauan ilmiah, serta evaluasi periodik zonasi untuk memastikan keberlanjutan manfaat ekologis dan sosial ekonomi dalam jangka panjang. Penelitian ini telah membuktikan bahwa integrasi data penginderaan jauh, survei ekologi dan analisis oseanografi dapat memperkuat dasar ilmiah dalam perencanaan ruang laut. Metode OBIA terbukti lebih unggul untuk pemetaan habitat dasar berskala rinci pada lingkungan pesisir yang heterogen. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa zona inti yang dirancang dan dikelola dengan baik memberikan manfaat nyata terhadap kelestarian biota laut. Revisi zonasi ke depan sebaiknya mempertimbangkan aspek konektivitas oseanografi, kontinuitas habitat, dan prinsip pengelolaan adaptif dalam menghadapi perubahan iklim. Dengan mengintegrasikan dimensi fisik, biologis, dan sosial, penelitian ini menawarkan kerangka kerja berbasis data untuk pengelolaan konservasi laut yang dinamis dan berkelanjutan di Indonesia, beralih dari konsep pemetaan statis menuju paradigma pengelolaan ekosistem yang adaptif dan berbasis ilmiah.

Marine biodiversity is experiencing a rapid global decline, primarily driven by overfishing, pollution, habitat degradation, and climate change. Marine Protected Areas (MPAs) have emerged as one of the most effective management tools for conserving marine ecosystems and restoring depleted fish stocks. However, the effectiveness of MPAs is highly dependent on the design of appropriate zoning and rigorous enforcement. In Indonesia, previous zoning schemes have largely relied on ecological and socio-economic indicators, while oceanographic and hydrodynamic parameters have received limited consideration. Addressing this gap, the present study proposes an integrated approach that combines biological, geomorphological, and oceanographic data to optimize the delineation of the no-take zone (NTZ) within a marine protected area. The research was conducted in the Tapanuli Tengah Coastal and Small Islands Conservation Area, North Sumatra, which was formally designated under the Ministry of Marine Affairs and Fisheries Decree No. 87/2020. Although the area was established to conserve coral reef, seagrass, and mangrove ecosystems, its NTZ configuration had not previously been evaluated using integrated physical and biological parameters. The objectives of this study were fourfold: (1) to map benthic habitats within the conservation area, (2) to analyze geomorphological and oceanographic characteristics including temperature, salinity, pH, nutrient concentrations, and dissolved oxygen, (3) to assess the relationship between these parameters and coral as well as reef fish communities, and (4) to evaluate the ecological effectiveness of the designated NTZs. Field surveys were carried out in May 2024 across both NTZ and adjacent non-NTZ sites. Coral and fish community data were collected using the Underwater Photo Transect (UPT) and Underwater Visual Census (UVC) methods. Satellite imagery from SPOT-6/7 and Sentinel-2 was analyzed using Object-Based Image Analysis (OBIA) and Google Earth Engine (GEE) techniques to produce benthic habitat maps, and the performance of both approaches was compared. Meanwhile, oceanographic data were obtained from the Marine Copernicus portal and validated with in situ field observations. Results indicate that OBIA outperformed GEE in terms of classification accuracy and spatial detail. The hierarchical segmentation process of OBIA effectively differentiated between shallow and deep areas, reef flats, slopes, and lagoonal zones, allowing for the precise delineation of benthic habitats, including live and dead coral, seagrass, rubble, and sand. In contrast, GEE's pixel-based classification tended to overestimate certain substrate types and produced coarser habitat boundaries. The superior accuracy of OBIA supports its use in spatial planning for MPAs, providing a robust foundation for ecologically meaningful zoning. Oceanographic analyses revealed spatio-temporal variations that significantly influence coral reef health and fish community structure. Between 2011 and 2021, sea surface temperature ranged from 27.5°C to 31.8°C, with a discernible warming trend associated with local coral bleaching events, particularly during 2016–2020. Salinity and pH values remained within the optimal range for coral growth but exhibited early indications of acidification. Seasonal fluctuations were observed in nutrient concentrations (nitrate and phosphate), whereas dissolved oxygen and levels were higher in NTZs, reflecting superior water quality and productivity. The region's complex hydrodynamics and seabed topography, extending to depths of over 140 meters, play a critical role in maintaining biodiversity through their influence on larval dispersal, sediment transport, and nutrient cycling. Multivariate analyses, including Principal Component Analysis (PCA), demonstrated strong correlations between oceanographic stability and coral ecosystem health. NTZs characterized by moderate temperatures, high oxygen concentrations, and low nutrient levels exhibited significantly higher live coral cover and coral diversity than areas outside the NTZs. In contrast, non-NTZ areas showed elevated nutrient levels, increased macroalgal abundance, and reduced coral cover, suggesting eutrophication and anthropogenic stress. Reef fish community assessments further substantiated the ecological benefits of no-take protection. NTZs supported higher species richness, abundance, and biomass of reef-associated fishes compared to adjacent fished areas. These findings highlight the role of NTZs as effective spawning and nursery habitats that enhance larval recruitment and contribute to spillover benefits across the broader seascape. Nevertheless, spatial discrepancies were identified between the existing zonation boundaries and the ecologically significant areas delineated from integrated oceanographic and habitat data, indicating the need for spatial realignment of NTZs to better encompass critical habitats. The study also underscores the importance of participatory governance in achieving sustainable conservation outcomes. Despite the area's formal designation, community participation in monitoring and enforcement remains limited, which may potentially undermine compliance and management effectiveness. Therefore, the study recommends implementing adaptive co-management strategies that integrate local ecological knowledge, scientific monitoring, and periodic evaluation of zoning effectiveness to ensure long-term ecological and socio-economic resilience. In conclusion, this research demonstrates that the integration of remote sensing, in situ ecological surveys, and oceanographic analyses significantly strengthens the scientific basis for marine spatial planning. The OBIA method offers a high-resolution and reliable approach for mapping benthic habitats in complex coastal systems. Empirical evidence confirms that well-designed and effectively enforced NTZs can sustain coral reef health and fish community structure. Future revisions of the zoning plan should incorporate oceanographic connectivity, habitat continuity, and adaptive management principles to enhance resilience to climate-driven changes. By integrating physical, biological, and social dimensions, this study develops a data-driven framework for dynamic and sustainable marine conservation in Indonesia, shifting from static spatial delineation to an adaptive, ecosystem-based management paradigm.