Patch Fragmentation sebagai Salah Satu Indikator Kualitas Habitat

Dalam bidang ekologi dan konservasi lanskap, pemahaman mengenai kualitas habitat adalah satu hal yang penting. Kualitas habitat menjadi faktor kunci yang menentukan keberlangsungan kehidupan suatu spesies di suatu ekosistem. Habitat dengan kualitas tinggi menyediakan sumber daya yang cukup, mendukung proses ekologis yang sehat, dan memungkinkan spesies untuk bertahan serta berkembang biak. Salah satu cara untuk mengkuantifikasi kualitas habitat adalah menggunakan fragmentasi patch atau patch fragmentation.

Apa itu patch fragmentation?

Bayangkan ketika Anda terbang rendah dengan pesawat terbang di Sumatera atau Kalimantan. Sepanjang penerbangan, Anda melihat ke jendela, Anda mungkin akan jarang sekali menemukan perkampungan. Ketika Anda menemukan perkampungan, jaraknya dengan perkampungan berikutnya biasanya relatif jauh. Anda akan merasakan perbedaan ketika Anda mulai memasuki wilayah dengan pemukiman yang lebih padat. Jarak perkampungan itu menjadi indikasi adanya fragmentasi. 

Atau sebaliknya, ketika di atas wilayah rural, Anda mungkin akan banyak menemukan hutan. Namun memasuki wilayah kota, jumlah hutan semakin sedikit, dan cenderung berkelompok dengan luasan yang kecil. Seperti yang Anda lihat pada foto berikut.

Fragmentasi hutan di Jepang tampak saat saya "menumpang" VietJet Air, jelang mendarat di Narita Airport

Dalam ekologi, fragmentasi adalah proses pemecahan suatu wilayah atau sistem yang awalnya utuh menjadi bagian-bagian yang lebih kecil. Fragmentasi habitat mengacu pada pembagian habitat alami menjadi patch (petak-petak) yang terisolasi akibat faktor alami atau aktivitas manusia. Fragmentasi dapat terjadi secara alami, misalnya akibat bencana alam seperti letusan gunung berapi atau perubahan iklim dalam jangka panjang. Namun, faktor utama penyebab fragmentasi habitat saat ini adalah aktivitas manusia, seperti:

• Deforestasi untuk pertanian dan pemukiman

• Pembangunan jalan, bendungan, atau infrastruktur lainnya

• Perluasan kawasan industri dan perkotaan

• Perubahan penggunaan lahan yang tidak berkelanjutan

Contoh nyata dampak dari pembangunan infrastruktur terhadap fragmentasi hutan adalah pembangunan jalan tol. Jalan tol memisahkan habitat satwa menjadi terfragmentasi. Contohnya adalah pembangunan tol Pekanbaru-Dumai yang melewati jalur perlintasan gajah. Operator pembangunan jalan tol berinisiatif membuat terowongan underpass yang memungkinkan gajah untuk tetap aman menyeberangi jalan tol. Indonesia diklaim adalah satu-satunya negara di dunia yang punya tol dengan akses terowongan gajah. Walaupun sempat terjadi insiden ada individu gajah yang melintas melewati tol karena terowongan ini terendam banjir.

Mantan presiden Jokowi saat meninjau terowongan perlintasan gajah di km 42 tol Pekanbaru-Dumai (foto: BPMI Setpres/Laily Rachev)

Bacaan menarik:

Begini Penampakan 'Tol Gajah' yang Bikin Jokowi Mampir

Cerita Codet, Jalan Tol Pekanbaru dan Tergerusnya Habitat Gajah

Parameter dan Indikator Patch Fragmentation

Patch fragmentation dapat dikuantifikasi ke dalam beberapa metrics yang umum digunakan dalam analisis lanskap, di antaranya:

1. Jumlah Patch – Mengukur jumlah total patch dalam suatu area. Semakin banyak patch yang ada, semakin tinggi tingkat fragmentasinya.

2. Luas Rata-rata Patch – Semakin kecil ukuran patch, semakin tinggi tingkat fragmentasi.

3. Indeks Perimeter-Luas (Shape Index) – Mengindikasikan kompleksitas bentuk patch. Semakin tidak beraturan bentuknya, semakin tinggi tingkat fragmentasi.

4. Jarak Antar Patch (Proximity Index) – Menunjukkan seberapa jauh satu patch dengan patch lainnya. Jika jaraknya semakin jauh, maka konektivitas habitat semakin rendah.

5. Core Area – Luas bagian dalam habitat yang tidak terpengaruh oleh tepi atau batas luar habitat.

6. Edge Density – Mengukur panjang total batas patch dibandingkan dengan luas total wilayah, yang menunjukkan sejauh mana habitat mengalami efek tepi (edge effect).

Ilustrasi beberapa patch fragmentation metrics

Bagaimana Patch Fragmentation Berhubungan dengan Kualitas Habitat?

Ketika habitat terfragmentasi, dampak negatif yang biasanya muncul adalah turun atau bahkan hilangnya keanekaragaman hayati. Hal ini berhubungan dengan kesesuaian habitat untuk spesies tertentu. Beberapa dampak yang dapat terjadi akibat patch fragmentation adalah:

• Isolasi Populasi – Spesies yang sebelumnya memiliki ruang gerak yang luas kini terbatas dalam area yang lebih kecil, sehingga menghambat pergerakan dan perkawinan.

• Efek Tepi (Edge Effect) – Semakin banyak batas (edge) habitat yang terpapar lingkungan luar, semakin tinggi risiko gangguan eksternal, seperti perubahan suhu, angin, dan masuknya spesies invasif.

• Penurunan Sumber Daya – Dengan berkurangnya luas habitat, ketersediaan makanan dan tempat berlindung juga semakin terbatas.

• Meningkatnya Risiko Kepunahan Lokal – Spesies yang tidak dapat beradaptasi dengan perubahan akibat fragmentasi cenderung mengalami penurunan populasi.

Makin terfragmentasinya sebuah habitat, maka jumlah patch meningkat dengan luasan yang kecil. Hal ini kemudian akan menurunkan species richness, sesuai dengan studi yang dilakukan oleh Iida et al. (1995). 

Hasil studi Iida et al (1995) menunjukkan bahwa meningkatnya luasan habitat akan turut meningkatkan jumlah spesies yang hidup di sana

Terkait dengan pinggiran atau edge, studi lain yang dilakukan oleh Kurosawa dan Askins (1999) mengkaji perbedaan komunitas burung antara tepi hutan dan bagian dalam hutan di Jepang. Penelitian ini menemukan bahwa beberapa spesies burung migran tropis, seperti Turdus cardis, Phylloscopus coronatus, dan Cuculus saturatus, lebih melimpah di bagian dalam hutan dibandingkan di tepi hutan. Temuan ini menunjukkan bahwa fragmentasi habitat yang meningkatkan proporsi area tepi hutan dapat mengurangi kualitas habitat bagi spesies yang bergantung pada interior hutan. Dengan demikian, fragmentasi patch dapat mengurangi luas habitat yang sesuai bagi spesies interior, meningkatkan risiko kepunahan lokal, dan mengurangi keanekaragaman hayati secara keseluruhan.

Rusa sika Jepang (sumber gambar: Famous Sika Deer Represent Rare Ancestral Population That’s Survived For 1,000 Years | IFLScience)

Menariknya, fragmentasi hutan di Jepang ada kaitannya dengan rusa sika Jepang (Cervus nippon) yang over population. Rusa sika cenderung berkumpul di area tepi hutan yang terfragmentasi, menyebabkan overgrazing¹ yang menghambat regenerasi pohon dan mengubah komposisi komunitas tumbuhan. Selain itu, fragmentasi hutan mengurangi habitat alami bagi predator alami rusa, seperti serigala Jepang (Canis lupus hodophilax) yang telah punah sejak abad ke-20, sehingga mengakibatkan kurangnya kontrol alami terhadap populasi rusa. Berkurangnya populasi serigala, meningkatkan populasi rusa, yang kemudian meningkatkan overgrazing sehingga hutan tidak bertumbuh. Oleh karena itu, fragmentasi hutan dan peningkatan populasi rusa sika saling berkaitan, memperburuk dampak negatif terhadap ekosistem hutan di Jepang.

Siklus fragmentasi hutan - hilangnya populasi serigala - tumbuhnya populasi rusa - yang memperburuk kondisi ekosistem hutan di Jepang

Faktor budaya juga turut memiliki andil dalam masalah ini. Dalam budaya Jepang, rusa sering dianggap sebagai hewan suci, terutama di daerah seperti Nara, di mana mereka dilindungi sebagai harta nasional karena signifikansi sejarahnya dan kaitannya dengan kepercayaan Shinto, khususnya dewa Kasuga Taisha yang menganggap rusa sebagai utusan (Konishi et al., 2017). Jepang memiliki tradisi yang kuat dalam Buddhisme dan Shinto, di mana banyak ajaran menekankan penghormatan terhadap makhluk hidup. Dalam Buddhisme, pembunuhan hewan untuk kesenangan atau tanpa alasan yang jelas dianggap sebagai tindakan yang buruk. Dalam Shinto, rusa sika dianggap sebagai hewan suci, terutama di beberapa daerah seperti Nara, di mana rusa bahkan dilindungi dan dihormati. Perburuan di Jepang telah mengalami penurunan drastis karena faktor sosial dan ekonomi. Jumlah pemburu menurun akibat perubahan gaya hidup, urbanisasi, dan kurangnya regenerasi pemburu muda (Konishi et al., 2017; , Takada & Nakamura, 2024). Saat ini, kebanyakan pemburu di Jepang adalah lansia. Banyak anak muda enggan berburu karena perburuan dianggap tidak populer dan kurang relevan dalam kehidupan modern. Meskipun pemerintah Jepang kini telah menyadari dampak negatif dari ledakan populasi rusa sika (misalnya, kerusakan hutan dan lahan pertanian), upaya pengendalian populasi seperti perburuan terkendali dan izin berburu masih menghadapi hambatan budaya dan kurangnya tenaga pemburu.

Bacaan menarik: 
How Sika Deer’s Overpopulation Led To Forest Decline in Kyushu
Restore wolves or slaughter deer to save Japanese forests?

Perhitungan Patch Fragmentation

Perhitungan patch fragmentation dapat dilakukan dengan berbagai metode dan perangkat lunak. Salah satu perangkat lunak yang umum digunakan adalah Fragstats (McGarigal et al., 1995), sebuah tool analisis spasial yang memungkinkan perhitungan berbagai metrik lanskap terkait fragmentasi habitat, seperti jumlah patch, ukuran patch rata-rata, indeks bentuk, dan konektivitas antar patch. 

Jika Anda lebih suka text-based program seperti R, package landscapemetrics dapat digunakan untuk menghitung metrik fragmentasi dengan pendekatan yang lebih fleksibel dan terintegrasi dengan analisis spasial lainnya. Package ini juga dikembangkan berdasarkan Fragstats. Dengan menggunakan landscapemetrics, pengguna dapat mengekstrak berbagai metrik dari data raster dan menggunakannya dalam analisis lebih lanjut.

Selain Fragstat dan landscapemetrics di R, beberapa plugin di QGIS juga dapat digunakan untuk menganalisis patch fragmentation, seperti:

• LecoS (Landscape Ecology Statistics) - Homepage: https://plugins.qgis.org/plugins/LecoS/

• FragScrape - Homepage: https://plugins.qgis.org/plugins/FragScape/

Implikasi bagi Konservasi dan Pengelolaan Lanskap

Pemahaman terhadap patch fragmentation sangat penting dalam upaya konservasi dan pengelolaan lanskap. Dengan mengidentifikasi area yang mengalami fragmentasi tinggi, para peneliti dan pengelola kawasan dapat merancang strategi mitigasi, seperti membangun koridor ekologis untuk meningkatkan konektivitas antar patch habitat, atau mengatur kebijakan penggunaan lahan yang lebih berkelanjutan. Selain itu, pemantauan terhadap fragmentasi habitat dapat membantu dalam merancang kawasan lindung yang lebih efektif untuk menjaga keanekaragaman hayati. 

Kesimpulan

Patch fragmentation merupakan salah satu indikator penting dalam menilai kualitas habitat dan keanekaragaman hayati suatu kawasan. Dengan memahami konsep ini serta menggunakan alat analisis seperti Fragstats dan landscapemetrics di R, kita dapat memperoleh gambaran yang lebih jelas mengenai dampak fragmentasi terhadap ekosistem dan bagaimana langkah-langkah konservasi dapat diambil untuk mengurangi dampak negatifnya.

---

Referensi:

Iida, S., & Nakashizuka, T. (1995). Forest fragmentation and its effect on species diversity in sub-urban coppice forests in Japan. Forest Ecology and Management, 73(1–3). https://doi.org/10.1016/0378-1127(94)03484-E

Konishi, S., Hata, S., Matsuda, S., Arai, K., & Mizoguchi, Y. (2017). Evaluation of the genetic structure of sika deer (Cervus nippon) in Japan’s Kanto and Tanzawa mountain areas, based on microsatellite markers. Animal Science Journal, 88(11). https://doi.org/10.1111/asj.12844

Kurosawa, R., & Askins, R. A. (1999). Differences in Bird Communities on the Forest Edge and in the Forest Interior. Are There Forest-interior Specialists in Japan? Journal of the Yamashina Institute for Ornithology, 31(2). https://doi.org/10.3312/jyio1952.31.63

McGarigal, K., & Marks, B. J. (1995). FRAGSTATS: spatial pattern analysis program for quantifying landscape structure. In General Technical Report - US Department of Agriculture, Forest Service (Issue PNW-GTR-351). https://doi.org/10.2737/PNW-GTR-351

Takada, H., & Nakamura, K. (2024). Effects of Human Harvesting, Residences, and Forage Abundance on Deer Spatial Distribution. Animals, 14(13), 1–12. https://doi.org/10.3390/ani14131924

Catatan kaki:

¹ Kondisi di mana vegetasi mengalami tekanan berlebihan akibat pemanfaatan yang tidak terkendali oleh hewan ternak atau satwa liar. Hal ini terjadi ketika jumlah atau intensitas penggembalaan melebihi kapasitas regenerasi alami tumbuhan, sehingga menyebabkan degradasi lahan.^jump