Kajian Dampak Perubahan Iklim dan Tataguna Lahan terhadap Keseimbangan Air Wilayah Sulawesi Selatan (Studi Kasus DAS Walanae Hulu dan DAS Saddang)
KAJLAN DAMPAK PERUBAaAN IKLIM DAN TATAGUNA
LAHAN TERHADAP KESEIMBANGAN A I R WILAYAH
SULAWESI SELATAN
(Studi Kasus DAS Walanae Hulu dan DAS Saddang)
PROGRAM PASCASARJANA
PERTANIAN BOGOR
BOGOR
INS=
2000
\
...niscaya Allah akan meninggikan orang-orang yang
beriman diantaramu dan orang-orang yang berilmu
pengetahuan beberapa derajat ...(QS. 58:ll)
\
Dan perumpamaan-perurnpamaan ini Kami buatkan
untuk manusia; dan tiada yang memahaminya
ecuali orang-orang yang berilmu. (QS. 29:43)
Karya ini kupersembahkan buat:
lstri Tercinta Ir Murniani Syamsuddin
dan
Ananda Tersayang Nurmadina
ABSTRACT
Increasing of COz concentration in the atmosphere will cause global changes
of climate. Studies on the impact of climate change have been conducted by several
research agencies. m i s study discussed the description offive GCM models: CCCM,
GISS, GGFDL, UUKMO and CSIR09, and methodologies for
evaluating the
perfomance of the models in Indonesia.
There are two methods being evaluated for the evaluating the performance of
the five models output. First, methods using correlation analysis and W
E (Root
means square interpolation e m ) . Second, using regression analysis with dummy
variables. In fheformer method the evaluation was based on monthly data while the
later method based on monthly pattern of
the data.
Since the second approach
considers not only the quantily of the data but also the pattern of the data, thus the
second approach is suggested. However, the second approach required several steps
of analysis while thejirst approach only required one step. It is alsofor development
and application numeric modeling of evapocIimatonomy for evaluation of water
balance based on changes of land use and climate scenario (I X CO2 and 2 X COz).
Using the first approach, the better models were CSIR09 and CCCM, while
using second approach are CSZR09 and GFDL.
This result suggested that among
the five models, CSIRO9 appears to be best GCM model for Indonesia. Hawver, in
general the five GCM models did not pe$orm
similari*
satisfactorily, since the level of
between observed and GCM-generated data are low. Therefire, fMrlhr
explorafionro other GCM models is required.
Impacts of the climate and land use changes to be connected to the hydrology
water balance by evaluating the total available water and the total water need in
upper Walanae and Saddang catchment areas, the output of the two models are:
-
the both two catchement areas are predicted to be on status alert when the
cfimate is being under the condition of 2 X C02 of CSIR09 model.
-
The both two catchment areas are predicted to be on the status "critic" when
the climate is being under the condition of 2 X COz of GFDL model.
KAJIAN DAMPAK PERUBAHAN IKLIM DAN TATAGUNA LAHAN
TERHADAP KESEEMBANGAN AIR WILAYAH SULAWESI SELATAN
(STUD1 KASUS DAS WALANE HULU DAN DAS SADDANG)
Kaimuddin, Hidayat Pawitan, Ahmad Bey, Soedodo Hardjoarnidjojo,
Rizaldi Boer dan Mezak A. Ratag
ABSTRAK
global. Di Indonesia, model-model sirkulasi unnun atau General Circdation M
(GCW telah digunakan untuk rnenilai dampak
a
perubahan iklim. Namun luaran
model tersebut (CCCM, GISS, GFDL, UKMO and CSIR09) yang d
i
e sebagai
Sebelum luaran model GCM digunakan sebagai penilai dampak, terlebih
dahdu l
m model tersebut d i d u a s i dengan me-
dua rnetode yaitu:
pertama, analisis koeSien korelasi dan root means square interpolation error
W I E )
dan kedua, analisis regersi peubah dammy. Dalam penelitian ini, juga
dilak&m
Wis
daq&
pmbhan
iWim dan
tataguna
laban terhadap
keseimbangan air wilayah dengan menggmakan model evapoklimatonomi.
Berc3asarkan 11ilai korelasi dan RMSIE serta adisis regresi peubah dummy,
maka luaran model CSIR09 dan GFDL (curah hujan dan suhu pennukaan)
memberikan kinerja model yang lebih baik h i d i n g dengan ketiga model lainnya
(CCCM, GISS dan UKMO). Secara umum kelima model rnenunjukkan nilai r ysng
kecil dan RMSIE yang besar unNc Indonesia.
Dampak perubahau iklirn dan tataguna Man menyebabkan terjadinya
perubahau sebagai berikut: (a) dengan meqgudcan model GFDL, secara urnrun
komponen nemca air kedua DAS mengalazni penproses limpasan lang-g
sebesar 5
- 62
%, dimana
mengalami penunman yang paling tinggi sebesar 62 % dan
5 1 % secara berturut untuk DAS Walanae Hulu clan Saddang. Naonut komponen
evapotranspirasi h g s u n g justru mengalami peningkatan sebesar 8 % d m 11 % secara
beaurut untuk DAS Walaaae Hulu dan Saddang d i h d h g kondiii yang berlaku
sekarang (1 X C 0 2 ) , (b) dengan ~nenggudanmodel CSIR09, semua komponen
neraca air DAS Waliinae Hulu dan Saddang terjadi peningkatan sebesar 33 %
-
112
%. Proses evapotranspirasi langsung mengalami peningkatan yang paling besar yakni
sebesar 112 % dan 101 % secara berturut untuk DAS Walanae Hulu dan Saddang.
Rash NmlP mengalami penurunan sebesar 6 - 8 % untuk kedua DAS (Walane Hulu
dan Saddang) dan kedua model GCM (GFDL dan CSIR09).
Dampak lain dari perubahan iklim dan tataguna lahan jika dikaitkan dengan
keseimbangan air Mdrologi dengan mengevaluasi total air tersedia clan total
kebutuhan air DAS Walanae Hulu dan DAS Saddang yaitu: pert-
dengan
menggunakan luaran model CSIR09 maka kedua DAS tersebut pada saat iklim 2 X
C o n diperkirakm berada pada status "waspada" dan kedua, jika menggunskan
luaran model GFDL, maka kedua DAS tersebut berada pada status "kritis".
KAJlAN DAMPAK PERUBAHAN LKLIM DAN TATAGUNA
LAWAN TEREWDAP KESEIMBANGAN AIR VYILAYAH
SULAWSI SELATAN
(Studi Kasus DAS Walanae Hulu dan Saddang)
Oleh:
KAIMUDDIN
Disertasi
Sebagai salah satu syarat untuk
Memperoleb gelar Doktor
Pada
Program Studi Agroklimatologi
PROGRAM PASCASARJANA
MSTITUT PERTAEII;AN BOGOR
BOGOR
2000
Judul Diirtasi
:KAJIAN DAMPAK PERUBAHAN JKI.JM DAN TATA-
GUNA LAHAN TERHADAP KESEEMBANGAN AIR
W I L A Y ASULAWESI
~
SELATAN ( W d i Kasus DAS
Wdanae Hdu dan DAS Saddang)
Nama Mahasiswa : Kaimuddin
Nomor Pokok
:W A G K
MENYETUJ~
.
1. Komisi Pembimbing
Dr Ir Hidavat Pawitan
Ketua
Anggota
Anggota
Anggota
2. Ketua Eronram Studi
%
Dr Ir Yonnv Kwsmrrivono
Lulus Tanggal :02 November 2000
KAIMUDDIN. Kajian Dampak Perubahan Iklirn dan Ta-
Lahan terhadap
Keseimbangan Air Wrlayah Sulawesi Selatan (Studi Kasus DAS Walanae Hulu dan
DAS Saddang) (Di bawah bibingan Hidayat Pawitan sebagai ketua, Soedodo
Hardjoamidjojo, Ahmad Bey, W d i Boer dan Mezak A. Ratag masing-masing
sebagai anggota).
Saat ini isu perubahan iklim menjadi masalah yang sangat menarik, karena
dapat mengakiitkan pemanasan global clan kenaikan permukaan air laut. Model-
model sirlsulasi unnrm atau General Circulation Models (GCMs) adalah salah satu
modei komputer yang kompleks yang digumkm untuk
sirrmla ikan efkk perubahan
komenfmsi gas nunah kaca terhadap iklim lmmi Luaran model tersebut telah digunakan
di Indo-
sebagai penilai damp&, namun model-model tersebut behun diuji kepekaan
clan kesesuaiarmya untuk wilayahIndonesia
Tujuan peneiitian ini
e.
(1) menguji Luaran lima model GCM (CCCM,
GFDL, GISS, UKMO dan CSIR09); (2) menduga nil& parameter karakteristik fisik
DAS Walane Hulu dan DAS Saddang yang berlaku saat ini; (3) mengevduasi
keseimbangan air wilayah DAS saat ini, dan (4) mengkaji perubahan keseirnbangan
air wilayah DAS saat terjadinya perubahan iklim clan tataguna lahan.
Penelitian ini dilaksanakan daLam dua tahap kegiatan.
komparatif model-model
Kedua,
Pertama,
uji
GCM (CCCM, CSIR09, GFDL, GISS dm UKMO).
sirnulasi model dampak yang me-
model evapoklimatonomi
dengan studi kasus DAS Watanae Hulu dan DAS Saddang. Sebelum pelaksanaan
kegiatan tahap I, maka dilakukan dklaipsi terhadap perubahan iklim Indonesia (curah
hujan) antara periode 1(193 1 - 1960) dan periode 11 (1 961 -1 9901, yang bertujuan
untuk meEW apakah ada i n h i terjadinya perubahan iklim di Indonesia.
Pada Tahap I dihasiIkan model yang representatif untuk digm&an sebagai
penilai dampak. Untuk m e n g h a s i i model yang representatif maka dilakukan
validasi luaran model GCMs (curah hujan dan suhu) sk&o
1 X C02 dengan data
pengamatadobsewasi Data pewamatan berupa curah hujan dan suhu bulanan
diproleh dari Badan Meteorologi dan Geofisika @MG) di Jakarta. Data curah hujan
bulanan diperoleh dari 3766 Stasiun Hujan d m panjang data bervariasi dari tahun
1931 - 1971 dan 1980 - 1989. Data suhu diperoleh dari 115 Stasiun-Stasiun
IUimatologi (1980 - 1989) dan Stasiun Synoptik (1979 - 1990). Selain data dari
BMG, juga digunakan data dari NCAR (curah hujan dan suhu) untuk analisis
validasi. Validasi model menggunakan analisis korelasi (r), root mean square
interpolation error (RMSIE), dan a d i s i s regresi peubah dummy.
dilaksanakan analisis dampak &bat perubahan iklim dan
Pada Tahp 11
tataguna lahan terhadap
komponen neraca air dengan menggunakan model evapoklimatonomi. Luaran model
GCMs (curah hujan dan
surya) yang digunakan sebagai penilai dampak &bat
p e ~ b a h a niklim adalah model yang terpilih pada T a p I dengan skenario 1 X C02
dan 2 X Cop. Karena resolusi spasial luaran GCMs tidak cukup representatifuntuk
digumkm sebagai masukau untuk model dampak, maka luaran GCMs diinterpolasi
dengan metode 'Xriging" menggunakan pemngkat lunak S&e
-ping
System V.
5.0 dengan resolusi 0. l o lintang dan 0.1" bujur. Pada penelitian ini juga dilakukan
expelkentasi model yang diarahkan pada perubahn tataguna lahan yang di
indikasikan dengan perubahan parameter model evapoklimatonomi (n,PN,a dan %).
Eksperimentasi perubahan tataguna lahan berdasarkan T o l a Rehab'itasi Lahan dan
Konservasi Tanah DAS Walanae" BRLKT Wd M clan "Rencaua Pengelolaan DAS
Terpadu DAS
Sadclang" Ditjen Reboisasi dan RehabWasi Lahan
Dengan
elcperimentasi hi &pat diketahui kepekaan niLai komponen neraca air terhadap
berubahnya nil& parameter akibat pembahan htaguna lahan.
Bedasarkan dislaipsi perubabm iklim Indonesia antara periode 1 (1931 1960) dengan periode 11 (1961
-
1990), secara m
um baik agihan maupun jeluk
hujau wilayah Indonesia telah mengalami pergesmdperubahm dan pa& umumnya
periode 11 lebih kering dibanding denganperiode I.
Berdasarkan nilai korelasi dan RMSIE serta analisis regresi peubah dummy,
maka luaran model CSIR09 dan GFDL (curah hujan dan suhu permukaan)
memberikan kinerja model yang lebih baik d i h d n g dengan ketiga model Iainnya
(CCCM, GISS dan UKMO). Model GISS dan UKMO tidak representatif digunakan
=bag&
penilai dampak di Indonesia karena tidak cukup baik mensimulasi data iklim
khususnya curah hujan. Ada kecenderungan kelirna model GCM menunjukkan nilai
koefisien k o r e k i peubah hujan lebii kecil &%anding
dengan suhu.
Secara umum
kelima model menunjukkan nilai r yang kecil dan RMSIE yang besar untuk
Indonesia, sehingga diperlukan pengujian lebih lanjut terhadap parameter-parameter
model khususnya model CSIR09 yang dapat di "running" di Indonesia. Model
dengan ukuran resolusi horizontal yang tinggi (seperti GFDL) dan skema konveksi
cumulus yang lebih komprehensif (seperti skema konveksi cumulus Arakawa) sesuai
diterapkann di Indonesia Hal ini
disebabkan, wilayah Indonesia berbentuk
kepulauan.
Penggunaan nilai-nilai parameter hasil k a l i i i meqhasiillcan limpasan
bulanan yang hampin identik dengan data pengamatdobservasi; dengan parameter
sebagai berikut: untuk DAS Walanae Hulu mbar = 200 mm, np = 0.250,PN= 50 mm,
E'/E = 0.475 dan % = 0.170,untuk DAS Saddang mbar = 250 mm, np= 0.300,PN =
50 mm, E'/E
=
0.493 dan % = 0.139. Selisih antara limpasan pengamatan (No)
dengan limpasan model (Nrn) adalah negatif yang berarti terjadi ''under estimate"
dengan korebi (r) sebesar 0.99.
Saat tercapainya lengas tanah maksimum dan minimum tidak bersamaan
dengan saat tercapainya hujan maksimum clan minimum kedua DAS bersangkutan.
Kedua DAS mempunyai pola yang sama terhadap proses pengurasan langsung (E'
dan N'), dimana saat tercapainya kornponen E' dan N'makshnum dan minimum
sama
dengan saat tercapainya hujan maksimum dan minimum. Limpasan tidak Iangsung
tahm
lebih
tinggi
diiding
dengan
Empasan
langsung
tahunan,
yaug
menunjuklcan retensi air tanah kedua DAS cukup tinggi. H a d pengarnatan koefisien
Limpasan dari total hujan tahunan kedua D A S sebesar 61.6 %
dan 69.6 % secara
berturvt untuk DAS Walanae Hulu dan Saddang.
Serangkaian
eksperimentasi
dikembangkan
ulltuk
rnengkaji
kepekaan
komponen-komponen neraca air terhadap masukan (luaran model GFDL d m CSIRO9
berupa hujan dan radiasi) dan parameter-parameter (a, F'N,
+,
dan %) model
evapoklimatonomi yang dapat mengindikasi perubahan iklim dan tataguna lahan
Dampak peru?mhan tataguna lahan tanpa diseriai perubahan iklim yang
diindjkasikan okh perubahan parameter model terhadap komponen neraca air kedua
DAS, mnyebabkan terjadinya penunman lengas tanah, evapotranspirasi tidak
langsung, dan limpasan langsung, masing-masing untuk DAS Walanae Hulu sebesar
6.7 %, 6.6 %, dan 64.4 %, sedangkan DAS Saddang masing-masing mengalami
penunman sebesar 2.7 %, 2.7 %
limpasan tidak -sung
dan 51.2
%. Proses evapotranspirasi langsung clan
mengalami peningkatan masing-masing untuk DAS Walanae
Hulu sebesar 21.2 % dan 6.7 %, sedangkan untuk DAS Saddang masing-masing
sebesar 12.0 % dan 10.6 %.
Dampak perubahan iklim dengan mnggunakan luaran model GFDL 2 X COz
tanpa merubah parameter model evapoklimatonomi (tanpa perubabn tatagum lahan)
kedua DAS
menyebabkan semua komponen neraca air mengalami penunman
(dibandingkan dengan 1 X COz), kecuali rasio Nm/P DAS Walanae Hulu mengalami
-tan
sebesar 2.2
%.
Dengan rnenggunakan luaran model
CSIFW9
menyebabkan semua komponen neraca air mengalami penkgkatau (di'bandingkam
dengan 1 X COz), dimana proses limpasan hugsung mengalami penhgkatan yang
paling besar yakni sebesar 112 % dan 91 % secara berturut untuk DAS Walanae Hulu
dan Saddang. DAS W a h m Hulu lebih peka perubahan komponen neraca aimya
a k i i perubahan iklirn d i i d i n g dengan DAS Saddang.
Dampak perubahan iklim clan tataguna lahan yang diindjkasikan oleh
perubahan maskan (luarm model GFDL dan CSIRO9 skenario 2 X C 9 ) dan
parameter model evapoklimatowmi menyebabkan terjadi perubahan sebagai berikut:
(a) dengan menggunakan model GFDL, secara mum komponen neraca air kedua
DAS mengalami penunman sebesar 5 - 62 %, dimana proses limpasan Iangsung
~ ~ ~ n g a l apenurunan
mi
yang paling tinggi sebesar 62 % dan 51 % s e w a berturut
untuk DAS Walanae Hulu dan Saddang. Namun ko~llponenevapotranspirasi kingsung
justru mengalami peningkatan sebesar 8 % dan 11 % secara berturut untuk DAS
Walanae Hulu dan Saddang dibanding kondisi yang berlaku sekarang (1 X C02)
.
(b)
dengan menggunakan model CSIR09, semua komponen neraca air DAS Walanae
Hulu dstn Saddang terjadi peningkatan sebesar 33 O h - 112 %. Proses evapotranspirasi
langsung mengalami peningkatan yang paling besar yalcni sebesar 112 % dan 101 %
secara berturut untuk DAS Walanae Hulu dan Saddang. Rasio Nm/P pada skenario 3
mengalami penurunan sebesar 6 - 8 % untuk kedua DAS dan kedua model GCM
(GFDL dan CSIR09).
Dampak lain dari perubahan iklim d m tataguna lahan jika dikaitkan dengan
keseimbangan air hidrologi dengan mengevaluasi total air terse*
kebutuhan air DAS Walanae Hulu clan DAS Saddang, dengan me-
dan total
luaran
model CSIR09 maka kedua DAS tersebut pada saat iWim 2 X COz diperkkakan
berada pada status "waspada" dan jika menggunakan luaran model GFDL, maka
kedua DAS tersebut berada pada status "kritis". Status waspada menunjukkan total
kebutulmn air ada di antara kondisi aliran rendah 10 % dan 45 % dan status kritis
menunjukkan total kebutuhan air ada diantara kondisi aliran rendah 25 % dan 45 %.
Hasil analisis dampak perubahan iklim dan tataguna lahan terbadap komponen
neraca air dapat digw&an
sebagai masukan untuk analisis dampak terhadap
penerimaan (supply) air suatu D M &'bat peruperub ahan dan t
a
m laban. Untuk
menentukan strategi penyesuaian (Adaptation Strategy) & i t perubahan iklirn dan
tataguna lahan suatu DAS, diperlukan penelitian lanjutan dengan mengkopel antara
amdisiis penerimaan (supply) clan pennintaan (demand) sumber daya air.
RIWAYAT I3IDt.JP
Penulis dikhirkan pa& tang#
12 Mei 1960 di Kota Madya h h k a s s w Sulawesi
Selatan s
e
w putm pertama dari omng tua bernama dmarhum Mole (Ayah) dan Dina
(Ibu). Setmnatya dari SD Negeri No. 25 di kota kek'
Negeri W Makssar. Pada tahrrn 1975,
tahun
1980 ter-
Hasanuddin
-it
sebagai
mibsikwa
'
-
I,
rnehnjutbn ke SMP
SMA Negeri III Makasar dan pada
pada Fakuhs
Pertanian UniVersitas
m e d q a i g e h sarjana pertank pada tahun 1986. Pada tahun 1991
tenkfbr sebagai mahasiswa Program w a r n IF'B dan memperohh gekr Magister
Sains (MSi.) tahun 1994 dalam bidang keahlian Agrakknahlogi.
Sejak tahun 1986 menjadi dosen tetap pada Fakultas Pertanian Universitas
"45" sampai tahun 1989.
Tahun 1989 sarnpai sekarang menjadi dosen tetap di
almamaternya dan mengas& mata ajarau Dasar-Dasar IUimatologi, KLimatologi
Pertanian dan Ekologi Tanaman. Pada tahun 1994 memperoleh gelar Magister Sains
(MSL) pada Program Studi Agroklimatologi dengan bidang keahlian Iklim Hutan.
Pada tahun 1995 terdaftar sebagai m a h a s i i Program Pascasajana IF'B pada
Program Studi Agroklimatologi (Program Doktor) atas biaya TMPD Ditjen DWL
Pada usia 30 tahun, dia menikah dengan Ir. Murniani anak k e 4 dari Letkol
(purn-) H. Syamsuddin T (alra) dan H. Rosdianzt
UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis memanjatkan puji dan syukur kehadiratNya, dengan perkendya,
maka
disertasi ini
&pat diselesaikan. Penelitian ini berjudul 'Kajian Dampak
Perubahan IMim dan Tataguna Lahan terhadap Keseimbangan Air Wilayah
Sulawesi Selatan
(Studi kasus DAS Walanae Hulu dan DAS Saddang)".
Memilih topik penelitian hi, karena dua hal: Pert-
iuarai~model-model sirkuki
umum berupa data iklim (curah hujan, suhu, radiasi dan komponen iklirn h y a )
saat kondisi sekarang (1 X CO*)dan perkiraan kedepan (2 X C a ) , telah digunakan di
Indonesia sebagai penilai dampak perubahan iklirn terisadap berbagai komponen
sumkrdaya atam seperti sumberdaya air, sunkdaya bay&
model-model tersebut
dan lain-lain Namun
belum divalidasi khususnya di Indonesia sebagai penilai
dampak Kedua, pembahan iklirn dan tataguna lahan akan rnerrhrkm hplikasi
terbadap sumberdaya air, baik kuantitas rnaupm kualitas yang berdampk terhadap
berbagai aspek kehidupan (ekonomi, sosiaI, keamanan clan politik).
Ucapan terima kasih yang sebesar-besamya dhmpdcan kepada:
1.
Dr Ir Hidayat Pawitan sebagai ketua komisi pembhbing dan Dr Ir Ahmad
Bey, Prof. Dr Ir H. Soedodo Hardjoamidjojo, MSc. ,Dr Ir W d i Boer dan
Dr Mezak A. Ratag seM anggota komisi yang telah membedcan saran dan
pemahaman
diselesaikan
sehingga
penelitian
dm
penulisan
disertasi
ini
&pat
2.
Kepah Pusat Pengetahuan Atmosfix LAPAN Bandung beserta sbf yang telah
memberi izin dan frisiliks untuk menggunakan Laboratoruim Iklim LAPAN
Bandung sehingga "running" model CSIR09 &pat dilaksanakan.
3.
Ketua, staf dosen dan staf administrasi
J~urusan
Agrometwrobgi d m
Geolisika FMIPA IPB atas kebeakan dan pengertiannya dalam penggunaan
laboratotium clan f a s i i jurusan khususnya akses internet.
4.
Rektor Universitas Hasanuddin, Pembantu Rektor I, Ketua Lembaga
Penelifan, Dekan Fakultas Pertanian clan Kehutanan,
Ketua Jurusan
Budidaya Pertanian, Ketua Program Diploma 3 Fakultas Pertanian dan
Keh-
UNHAS dan ternan-teman lainnya yang terlalu banyak untuk
disebutkan satu pe.rsatu.
5.
Direktur Pascasajaua IPB,
Pembantu Direktur serta pelayamm dan canda
senma staftata usahit dan ad
' ' '
asi Pascasajana IPB.
6. Team Manejemen Program Dolctor (TMF'D) Direktorat Pendidikan Tinggi
Departemen Pendidikan dan Kebudayaan atas hmtuan beasiswa clan Yayasan
ORBIT atas bantuan biaya selama mengikuti program studi doktor (S3) di
IPB Bogor.
7 . Bapak Dr Ir H. Badron Z c h r k , MS., D r Ir H. Ambo Ala, MS. dan Ir M.
Hasan L. Tadjang, MS. atas bantuan dan doronga. morilnya
8. Rekan-rekan ruahasiwa S 2 dan S3 Agrokhmtobgi IPB serta pengurus dan
anggota Forum Komunikasi M h i s w a Pascasarjana IPB asal Sulswesi
Selatan -ASS),
t-ih
atas kebersmam dan candauya
9. Ayahanda Mob (ah), Ibunda Dina dan Hj. Rosdiana Syamsuddin (mertua)
yang penulis sanjung dan kagumi atas doa restu yang tulus kepada penulis.
Juga adik-adik tercinta m-&mi, Fuad, Ir Mutmainm dan Fahmi Mole) serta
kakak-kakak dan adik-adik ipar atas doa dan kesahuammya.
10. Akbkya kepada istri tercinta Ir Murniani Sy. K dan ananda tersayang
Nurmadina atas pengertian, kesahmn serta dorongan dan doa restu kepada
penulis selarna studi sampai penyususnm disertasi ini.
KepadaMu ya AUah penulis memohonkan doa clan harapan agar budi baik
yang telah tnereka berikan kepada penulis sekeluarga dibalas s e w sesuai
a m a h rnereka A m i n
Pen&
berharap semoga DISERTASI Mil p e n e b ini dapat diten'rma clan
beIznanfaat bagi para pembaca
WABILLAHI TAUFIQ WAL HIDAYAH
Bogor, Desember 2000
Kaimuddin
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
xii
DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN
xv
Latar Belakang
..................................................................................
Tujuan Penelitian
...............................................................................
Kontriiusi Penelitian
.........................................................................
TINJAUAN PUSTAKA.....................................................................................
1
6
6
12
Perubahan Iklim Global.......................................................................
Sistem dan ModeL................
Analisis Sistem dan Simuksi............................
Model S
i
r
k
u
l
a
s
iUmnn ...................................................................................
Dislcripsi Umum Model GCMs ............................................................
Daaah Aliran Sungai......................................................................................
Model Evapoklimatonomi ...................................
...................................
Neraca Air ......................................................................................................
...................................................
Lokasi Penelitian ...................
.......
Kebutuhan Data dan Aht ........................................................................
Metode..........................................................................................................
Model Iklim/GCMs ........................................................................
Validasi Luaran Model GCM ......................
........................
Model Evapoklimatonomi ....................................................
.
.
.
43
43
48
48
50
54
KEADAAN Uh4UM LOKASI PENELITIAN.................................................
I k h Sulawesi Selatan..................................................................................
DAS Walanae ........................................................................................
DASSaddang.........................................................................................
HASIL DAN PEMBAHASAN
................................................................................
62
62
68
70
74
Diskripsi Pembhan Iklim (Curah Hujan) ......................................
74
Dampak 2 X COz terhadap Curah Hujan dan Suhu Udara ..................
82
Validasi Luaran Model GCMs ..................................................................
86
Karakterisitk Iklim dan Hidrologi DAS ...............................................
93
ParameterisasiiVerZkasidan Valid& Model Evapoklimatonomi........... 100
Keluaran Model Evapo-ommi
..............................................
107
Ekqerhmtasi Model ................................... .
....................................... 113
S k e d o 1 ,p e m w tataguna hkm tanpa pertlbahan iklim ..............
Skenario 2 . m ikIim tams Derubahan tatarmna lafian ..........
Skenario Emisi C02...............................................................
114
122
136
K E S I M P W DAN SARAN .........................................................................
141
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................
146
LAMPIRAN-LAMPIRAN.................................................................................
1 56
DAFTAR TABEL
1.
Halaman
Tekr
Perubahan keseirnbanganbahang atmosfer pada keadaan konsentrasi C02
15
standar (saat ini) dan pada keadaan konsentrasi dua kali COz ..............
2.
Ukuran grid dan spes*
3.
Rms error (dalam hPa) dan bentuk korelasi tekanan rerata muka laut
antara simulasi dan pengamatan di wilayah Australia.............................
25
Koefkien korelasi (r) dan root mean square ( R M S ) error untuk
MSLP dan curah hujan untuk wilayah M o w n ......................................
25
Nomor
4.
GCMs .................................................................
5 . Persamam regresi suhu wlara dengan altitude di Indonesia.....................
.
7.
8.
6
24
49
Luas Wilayah DAS Walanae ................................................................
68
Perincian luss per jerk tanah dan tingkat kepekaamya ..........................
69
...........................
71
Luas DAS Saddang dirinci menurut sub-sub DASnya
9 . Luas dan Kelas Lereng DAS Saddang ............................................
71
10. Nitai (MAX, MIN dan AVE) koeGen korelasi (r) clan RMSZE curah
hujan dan suhu model GCMs dengan Data BMG dan NCAR ......................
87
Nilai (DJP. MAM. JJA. SON) koefisien korelasi (r) dan RMSIE curah
hujan dan suhu, model GCMs dengan Data BMG dan NCAR ................
88
Ni& rata-rata skoring r dan RMSIE hujan d m suhu data BMG dan
NCAR dengan model GCMs ................................
...........
........................
89
11
.
12
13. Nilai skoring kelima model GCMs badasarkan amdisk regresi
....................................................................
93
14.
Stasiun Iklim dan Hujan DAS Walanae dan Saddang ............................
95
15.
Dislcriptif iklim t a h n a ~
DAS Walanae clan Saddang............................
96
16.
Luas wilayah dan parmeter hidrologi DAS Walanae Huh dan
Saddang Hulu ....................................................................................
98
peubah dummy
Statistik deskriptik tinggi aliran (mm) pada Pos Duga Air (PDA)
DAS Wahna Hulu dan Saddang
...........................................................
99
Mamkan, parameter dan luarau model evapokIimatonomi DAS
.......Walanae
.....................H
......u....h....
108
Masulcan, parameter dan luaran model evapoklimatonomi DAS
Saddang Hub .............................................................................................
Luaran model evapoklimatonomi skenario I DAS Walanae Hulu
........
L~laranmodel e v a p o ~ n o I I lskenario
i
1 DAS Saddang ................
111
116
120
Komponen neraca air ( m a bulanan, mm) dan rasm NIP luaran model
evapokliamtomrni DAS Walanae Hulu clan Saddang menggumkan
luaran model CSIR09 dan GFDL pada Skenario 2 ........................
122
Komponen neraca air (rerata bulanan, mm) dan rasio NiP luaran model
evapo-ommi
DAS Walanae Hulu dan Saddang menggunslcan
luaran model CSIR09 clan GFDL pada Skenario 3 ........................
128
Luaran model evapokiimatonomi DAS Wa.lanae Huh~dan DAS
Saddang model GFDL dan CSIR09 Skenario 3 .............................
132
Prosedur Menjahkan Model CSSR09-R21 .................................................
162
Proslur down stalling mlusi spasil data observasi clan model GCMs
IllenggunakanW
d V.5.0 dengan metode Kriging ..............
... ..........
165
Program Visual Basic Menghaung Luaran Model (Tahap II) ................
178
Niai r dan RMSIE hujan (nnnfhari) dan suhu ("C)bulanan model
.............
GCMs dengan data BMG .....................................
.
.
182
7.
8.
9.
10.
Nilai r dan RMSIE hujan (mm/hari) dan suhu (OC) bulanan model
GCMs dengan data NCAR
. ... .
. .. .. ..
1 83
Skror;nP N i r dan RMSIE Huja.dan Suhu &GCMs dengan
Data BMG ............................ .
.
.
...........................................
184
Skroring Nilai r clan RMSIE Hujan dan Suhu model GCMs dengan
.
...... ..............................
Data NCAR .............................. .
185
Rerata Bulanan Komponen Iklirn DAS Jeneberang, Walanae dan
....-.-- .-..--.
..... + . . .. . .. . . . .. .
Saddang.......... ..... ..
186
....................................... .. ...
dang .dang.dang.dang.dang.dangdangdang.
11.
Pen~gunaanbhan dan arahan penggrwran laban DAS Walanae Hulu
12.
Penggunaanlahansekamngdanrencanapemanfaatanruang
DAS Saddang ...........................
...........- - -...- .- -....-. - -..... . .-
1 87
Selisish persentase perubahan skenario 2 dengan skenario 3
.
......
DAS Walanae Hulu clan DAS Saddang .............................
188
13.
187
DAFTAR GAMBAR
PoWtip hujan ketiga DAS (Jenebearang. Walarme dan Saddang) di
Sulawesi Selatan ...
4
..
Kerangka permlaran rlampak perubahan iklim dan tatagmm lahan
terhadap pasolcan dan kebutuhan air .........................................
11
Kecenderungau penhgkatan konsentrasi C 0 2 global di atmosefer ........
14
Peningkatan suhu global antara 1900 .
1990 yang relatifterhadap
rata-rata serzUna 1951 -1 980 dan perkkam peningkatan suhu global
ardaratahun2000-2100 ........................................................
14
...................................................
Skema kerja dalam penelitian......... .
.
44
Peta jaringan hidrometri Propinsi Sdawesi Selatan.................................
45
Peta lokasi penelitian DAS Wdanae Hulu ..............................................
46
Peta lokasi penelitian DAS Sadclang ...............................
......................
47
.......................
61
Diagram alir penyusunan model evapoklimatonorni..
...
Peta Tipe Hujan di Sulawesi Selatan ..........................................
67
Perbedaan agihan d m jeluk cllrah hujan bulan DJF periode tahun
1931-1960 (A) d m periode tahun f 961-1990(B) ..........................
77
Perbedaanagihau danjeluk curah lnjan bulau MAM periode tahun
......................
1931-196O(A)denganperiodetahun1961-1990@)
77
Perbedaan agihan danjeluk c d hujan bulan JJA periode tahun
1931 -- 1960 (A) dengau periode tahun 1961.
f 990 @) ......................
78
Perbedaan agiban dan jeluk curah hujan bulan SON @ode tahun
1931 .
1960 (A) dengan periode tahun 1961 -- 1990 (B) ...................
78
Perbedaan agihan dan jeluk curah hujan tahunan periode tahun
1931-1960(A)denganperiodetahun1961-1990(B) .....................
79
Perbadhgau autara data observasi dengan luaran model GCMs
(hujan) demgan menggumkanmodel-model persarnaan regresi
dengan peubah dummy............................................................
Keadaan iklim DAS Walanae dan Saddang Sulawesi Sela-.
................
Pola curah hujan (CH, mm) dan tinggi aliran (TA, mm) DAS
Walanae Hulu dan Saddang.............................................................................
Pola sebaran Iimpasan hasil pahitmgan model
mi(Nm)
d m limpasan pengamatan (No)DAS Walanae Hulu..........................
Pola s e w limpasan basil pehhqpn model evapokJbatonomi (Nm)
dan limpssan pengamatan (No) DAS Saddang ................................
Nilai limpman hasil p d d u g a n model Evapoklimatomm (Ntmd)
dibanding dengan limpasan pengamahn (Nobs) DAS Walanae Hulu.......
Pola nemca air (luaran model Evapoklimatonomi) DAS Walanae Hulu..
Pola pengurssan air melahi proses langsmg dan tidak langsung DAS
Walanae Hulu ..........................
.....................................................
.
.
.
Nilai limpasm hasil perhaungan model E v a p o ~ o n o m(Nmod)
d i b d i n g dengan limpasan pengamatan (Nobs) DAS Saddang ..............
Pola neraca air (luaran model Evapoklimatonomi) DAS Saddang .........
Pola
air meJaiui proses langslmg dan tidak hgsungDAS
Saddang...............................................................................................
Pola neraca air DAS Walanae Hulu pada skenario 1..
Pola neraca air DAS Saddang pada sk&o
1
......................
..............................
Pola neraca air model (32% (GFDL dan CSIR09) dengan skenario
1 X COZdan 2 X COz DAS Walanae Huh clan Saddang .................
.
Pola curah hujan model CSIR09 clan GFDL sk&o
1 X C02 clan
2 X COz DAS Walanae Hulu dan DAS Saddang ...........................
.
Pola komponen neraca air (KNA, m)skenario 3
.........................
32. Emisi COz global (ppmv) dengan skenario Al, A2, B1
danB2dengankepekaaniklim4.O0Cuntuk2XC02 .....................
33.
34.
1.
Emisi C 0 2 gbbal (ppmv) dengan skenario A1,A2, B 1 clan B2
dengankepekaanikli1n4.5~Cuntuk2XC02..............................
3.
138
Emisi C 0 2 global (ppmv) dengan ske&
IS92a, b, c clan d
dengankepekaaniklim4.0°Cuntuk2XC02 .......................+........ 139
Perkhan a g k n clan jeh&curahhujan tahunan Indonesia periode
tahun 1931 -l%O dengan perbedaanjumlab stasiun h j r m andisis:
(A)354O~lariunhujanrIan~)214stc1s)unhyian
...........................
2.
138
Selisih c
188
d hujan tahunan antara 2 X C a dan 1 X C02 model
GCMs ( CCCM, CSIR09, GFDL, GISS dan -0)
.................... .
.
........
189
Selisih suhu rata-rata tahunan antara 2 X C 0 2 dengan 1 X COz
model GCMs ( CCCM, CSIR09, GFDL, GISS clan UKMO). .............. 190
DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN
= albedo (Oh)
= perubahan lengas tanah (mm) per
= evaporivity Jangsung
satuan waktu
(tanpa dimensi)
= lengas tanah (mm)
= nirbah limpasan hugsung
= koeiisien
(tanpa dimemi)
korelasi ('?YO)
= ukuran kehilangan lengas tanah total
= ukuran penguapan lengas tanah
(tanpa dimemi)
dari b a d perm-
lshan (tanpa
dhmsi)
= ukuran kehilangan air dari bawah perm= total
lahan (tanpa dirnensi)
evapotranspirasi (mm)
= evapotranspimsi langsung (mm)
= evapott-anspird tidak
langsung (rnm)
surya yang diserap permukaan lahan (mm atau wM2)
= radiasi
= radiasi global (Wm-')
= limpasan has3 pengamatan/observasi (mm)
= total
limp-
lua~anmodel evapoklimatonomi (mm)
= Kmpasanlangsungldi atas perrnukaarn (mm)
= Empasan tidak langsuog/di atas permuban (mm)
= masukan massa (air) efektif untuk proses-proses tidak langsung
= curah hujan (mm bdan-')
= curah hujan terkoreksi (P-E'-E")
(mm bulanulanl)
= nilai ambang curah hujan (mm bulanulanl)
= waktu
tinggdresidence time (bulan)
= nilai angot
= lama p
(wm-')
e m a n terukur (jam)
BMG = Badan Meteorologi dan Geo6isi.a
BRLKT = Bahi Rehabilitasi Lahan dan Konservasi Tanah
CCCM = Cansdian Climate Centre Model
CSIRO = Co-nweaIth
S c i i and I n d W Research Organkzrtion
ENS0 = El N i o Southern Oscillation
GFDL = Geophysical Fluid Dynamics Laboratory
GISS = GoddardInsMute for Space Science
GSMs = Gaxmd CirmMon Models
ITCZ = Intertropical Convergence Zone
NCAR = National Center for Atmospheric Research
OAM = O c e a n - A t m D w Inderaction Modek
PCHP = Pok Curah Hujan Peralihan
PCHPB = Pola Curah Hujan Pantai Barat
PCHPT = Pola Curah Hujan Pantai Timur
PDA = Pos Duga Air
RMSIE =Root Mean Square Xnterpolation Error
RNGPG = m
i Neto Gelonbang Panjang
RNGPK, = Radiasi Neto Gelombaug Pendek
RNSPG = Radiasi Neto Senma Panjang Gelombang
SO1 = SouthernOsdMon Endex
UKMO = United Kingdom Meteorological
U N E P =United Nation M n m m t Progranrme
WHC = Water Holding Capacity
Latar Belakang
ini isu perubahan ikIim menjadi
Dewasa
masalah yang sangat memu&
karena dapat mengakibatkan pemanasan global dan kenailcan p
e
e air laut.
Sebagian besar pakar atmosfer sepakat (Houghton, 1991; PCC, 1996) bshwa,
peningkatau konsentrasi COz atmosfer dan gas-gas penyerta lainnya (trace gases)
serta aerosol telah menyebabkan
perubahan iktim global. Perubahan iklim karena
konsentrasi gas-gas aktiif-radiatii atmosfer dapat merubah distribusi
-tan
menurut ruang clan waktu terhadap mmbedaya air dan lahan, siklus hidrologi,
kualitas air, sistem suplai dan kebutuhan air di dalam wiIayah yang berbeda (IPCC,
1990). Selanjutnya menurut Hay et al. (1993), perubahan iklim dapat merubah
karakteristiik hidrobgi Daerah Aliran Sungai @AS).
Iklim di bumi tidak selalu ko-,
suhu clan c
d hujan berbeda dari tahun
ke tahun dan berfldctmsi dalam jangka waktu yang lama. Kenaikan suhu rata-rata
pada 0.3
-
1992).
Jika konsentrasi gas rumah kaca terus meningkat, pemanasan global akan
0.6
OC
diakui secara luas telah tejrtdi selama 100 tahun terakhir (UNEP,
berdarnpak luas pada fingkungan dm masyarakat man&.
ini diperlukan
perkiraan
Untuk menilai dampak
bagaimana iklim itu berubah pada tingkat lokal
regional dan bagaimam perubalxm itu mempengaruhi -an
dan
alam dan
hgkungan rnanusia tempt masyarakat memperkhuhn hidupnya.
Kenailcan suhu akan menaikkan laju penguapan dari tanaman, tanah,
pemndcaan air dan lautan.
Ini jelas akan menaikkan curah hujan global karena
prinsip apa yang naik akhbya akan turun. Namun demikian, model iklirn
menunjukkan bahwa efelcny tidak akan merata, seperti yang dikemukakan oleh
de Rozari et al. (1990) bahwa, di Indonesia pemanasan global yang telah
diperhiturgkan di bawah iklim GISS "2X COz" akan mengakihtkan peningkatan
suhu pemmkaan bumi antara 3.0
4.2 "C dari suhu udara rata-rata sebesar 26.8
"C. T i g i muka air laut akan naik sekitar satu meter, sedangkan curah hujan di
beberapa wilayah pada bulan-bulan tertentu akan menurun, tetapi s e b a g i besar
wilayah Indonesia akan mendapat curah hujan yang iebih besar.
Seperti telah dikemukakan di atas, pembahm iklirn dapat merhgkatkan cwah
hujan di beberapa daerah dan men-
curah hujan di beberapa
daerah lainnya.
Tetapi penjngkatan laju penguapan yang disebabkan oleh naiknya suhu sebenarnya
akan menyebabkan banyaknya tempat menjadi lebih kering, terutama selama musim
kemarau. Di daerah-daerah rawan air, berkurangnya sumber daya air dapat
meningkatkan konflik antara para penggma Di Iain tempat kenaikan volume air
dapat menambah kecepatan erosi, aliran permukaan dan tingkat pencemaran air oleh
bahan polutan baik dalam bentuk sedhmn maupun hara yang berasosiasi dengan
aliran permukaan dan sedimen.
Pertumbuhan penduduk dan pembangumm f i s i i mempunyai komekuensi
logis berupa pe~bt3hanpenggunaan lahan. Perubahan penggunaan lahan tidak akan
membawa masalah yang serius sepanjang mengikuti kaidah konservasi tanah clan air
serta kelas kemampuan lahan (Sitorus, 1985). Dari aspek hidrologi, perubahan
tataguna laban akan t?erpenganrh langsung terhadap karakteristik penutupan iahan
sehingga akau mempengaruhi sistem tata air D M . Fenomena ini ditunjukkan oleh
respon hidrologi DAS yang &pat dikenali melalui produksi air. Menurut Lee (1 980),
respon hidrologi merupakau suatu indikasi tentang kondisi hidrologi suatu DAS dan
dipengaruhi oleh -or
iklim dan karakter fisik DAS yang bersangkutan.
Secara keseluruhan Propinsi Sulawesi-Selatan didominasi oleh hutan (57.7
%), lahan perkebunan (16.3 %), dan lahan pertanian tanaman pangan (12.6 %) (BPS,
1995) dengan kepadatan penduduk relatif kecil yaitu sebesar 96 orang/km2 (BPS,
1994). Namun send& meningkatnya jumlah penduduk dan perubahan peruntukan
tataguna lahan berupa pencammgan proyek-proyek irigasi dan industri diduga akan
tejadi perubahan iklim baik lokal maupun regional.
A k i i t lain dari perubaban
tataguna lahan tersebut, air hujan akan menjadi lebih banyak menjadi alirsn
pennukaan (direct runofn yang langsung menu. sung& sebaliknya air hujan yang
masuk kedalam tanah (inter flav dan base flav) akan menjadi semakin berkurang.
Akiitnya debit sungai menjadi sangat besar (banjiu) di musim hujan dan akan kecil
(kekeringan) pada musim kemarau serta menurunnya tinggi muka air tanah.
Propinsi Suiawesi Selatan me&
pola atau tipe hujan sangat beragam.
Hasil penelitian tipe hujan yang dilakukan oleh Boeremrt (1926) dart diperbaharui
oleh Badan Meteorologi dan Geofjsika dengan
1961
-
data selama periode
1990 rnenuujukkan bahwa, di Sulawesi-Selatan terdapat 7 t i p hujan.
Berdasarkan ke tujuh tipe hujan tersebut dan %or
yang mengenddikamya, maka
pola hujan di Sulawesi-Selatan secara garis besar dapat dibagi dalam tiga pola, yaitu
(1) pola ekuatorial, (2) pola monsun dan (3) pola lokal (Gambar I). Pada penelitian
ini, DAS yang digunakan sebagai studi kasus adalah DAS Saddang (pola ekuatorial)
dan DAS Walanae (pola lokal).
Berdasarkan hal tersebut di atas, maka perubahan iklim dan tataguna lahan
akan memberi dampak terhadap sumber daya air DAS di Sulawesi-Selatan. Untuk
memprediksi besarnya dampak yang ditimbulkan akibat perubahan iklim dan
tataguna lahan diperiukan suatu model analisis yang berbasis komputer.
Gambar 1. Polaltipe hujan ketiga DAS (Jeneberang, Walanae dan Saddang) di
Sulawesi Selatan.
Model-model sirkulasi urnurn atau d i k e d dengan General Circulation
Models (GSMs) adalah salah satu model komputer yang kompleks yang digunakan
untuk mensimulasii efek perubahan konsentrasi gas rumah kaca terhadap iklim
bumi. Apa yang dihasilkau model tersebut amat bergantung pada p e r m emisi gas
nunafikaca dimasa yang akan datang, sebagai dasar penentuau
Di Indonesia, model-model sikulasi umum seperti GISS, GFDL, UKMO dan
CCCM teiah digunakan wtuk menilai dampak peruhhm iklim, seperti studi yang
dilakukan de Rozari et al. (1991), Amien et al. (1996), Boer et al. (1999) dan studistudi lain yang dikoordinir oIeh Komite Nasionai Perubahnn Iklim.
Narnun di
Indonesia, luaran GCMs yang digunakan sebagai penilai dampak terhadap berbagai
aspek (pertaniaq kehutanan, hidrologi, kesehatan dan lain-lain) belum divalidasi.
Berdasarkan uraian di atas, maka penelitian ini akan membandjngkan luaran
dari model-model sirkdasi urnurn (GISS, GFDL, UKMO, DAN CCCM) berupa
peubah-peubah iklim dengan data pengamataa Penelit'm ini juga mengkaji sejauh
mana dampak perubrthan iklim dan tataguna lahan di dalam sistem DAS di
Sulawesi-Selatan dihubungkan dengan komponen neraca air DAS. Dalarn penelitian
ini dilakukan analisii dampak dengan menggunakan model evapoklimatonorni.
Model ini &pat mensimulasi berdasarkan perubahan yang tejadi pada komponenkomponen iklim terutama radiasi dan curah hujan serta terhadap tejadinya perubahan
tataguna lahan. Dengan membandingkan hasil simulasi antara DAS pa& kondisi
sekarang dan kondisi 1 X C02 dengan kondisi saat terjadi perubahan iklim dan
perubabm tataguna lahan, maka dapat diketahui seberapa besar pengaruh terjadinya
perubahan komponen lingkungan terhadap keseimhngan air wilayah, khususnya
debit aliran sungai.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah: (1) menguji luaran lima model GCM (CCCM,
GFDL, GISS, -0
dan CSIR09); (2) menduga nilai parameter karakteristik fisik
DAS Walanae Hulu dan DAS Saddang yang berlaku saat ini; (3) mengevaluasi
keseimbangan air wilayah @AS Walane Hdu d m DAS Saddang) saat ini; dan (4)
mengkaji perubahan keseimbangan air wilayah @AS Walane Hulu dan DAS
Saddang) saat tejadinya perubahan iklim dan tatagma lahan.
Kontribusi Penelitian
penelitian ini diharapkan memperoleh model sirkulasi u m u m yang
representatif clan sesuai diterapkan di Indonesia untuk menilai dampak perulmhan
iklirn secara umum dan khususnya dampak terhadap komponen neraca air DAS.
Model evapoklimatonomi yaug dihasiIkan dbuapkan dapat digunakan untuk
menduga potensi air wilayah DAS Sulawesi Selatan serta kapasitas menyimpan air
dalam bentuk lengas tanah. Formulasi matematika model ini juga memperkgas
hubungan fungsional sebab-akibat antara komponen-komponen neraca air DAS
Sulawesi Selatan. Informasi ini sangat penting dalam p e n g e l o h suatu DAS dalam
usaha memperoleh kestdaan tata air clan -an
fisik yang optimaL Lebih jauh
hasil penelitian ini dapat digumkm bagi para pembuat kebijakan dalam proyeksi kc
depan bagi usaha-usaha penanganan DAS & i t perubaban iklim dan tataguna lahan.
Pertumbuhan penduduk dan
ekonomi yang s
e
e cepat
menyebabkan terjadinya perubahan global (global change) di permukaan burni ini.
Perubahan global tersebut mliputi sistem fdatmosfer (presipitasi, suhu, energi
rdasj, kelembaban), sistem kimia utmo+fier (H20, C02, N20, C K dan lain-lain),
saktem ekoZogi (ekosistem) meliputi sistem produw struktur dan hju proses clan
s&em
masyumkd munusL (sistem tataguna lahan dan sistem industri perkotaan).
Perubahan tersebut di atas yang sangat dirasakan saat ini adalah perubaban iWim dan
tataguna lahan dan merupakan isu yang sangat menarik untuk d&ahas. Khusus
perubahan iklim dipicu oleh -tan
gas-gas rumah kaca (CO2, CH4, N20, CF4,
C2F6, C3F8, SFs, W C , CHC13, CH2Cl2, CF31, CO dan NO, yang di emisikan dari
pesawat
udara) khususnya gas-gas yang
padalh&mgandanmasyarakate
dihasilkan oleh aktivitas manusia
Untukmenilaidampakinidiperlukau
perkhan bergainrana iklim itu berubah pada tingkat lokaI dan regional clan bagaimana
perubahatlini--
..
aIam danhgkmgaunrmnusia
Beberapa model prediksi cuaca clan iklim telah dicoba disusun atau diadopsi
MtUk dikembaq&m
di Iodollesia mtuk k b g a i Iceperluau Dalam -kkaktm
bagaimaua perubahan iklim terjadi akibat perubahan komenbxi
telah digunakan model-model GCM seperti GISS, GFDL, -0,
GRK, di Indonesia
CCCM dan
CSIR04-level, namun model-model tersebut belum divalidasi
yang dibaxapkan akan
p e n e b hi menmba mengqji luaran model GCh4s -but,
terpilih model GCM yang
dan
Oleh karena itu,
sesuai digunakan di
Indonesia
Luaran
(output) dari model yaug terpilih bempa peubah-peubah iklim &an m j a d i masukan
(mput) bagi model hidrologi (Evapoklknatommi) s
e
w penilai dampak perubahan
iklim dan tataguna lahandalam bent& komponen neraca air DM.
Airadalahdasardlingkunganyangsuburdanmendukungsebagianbesar
kegiatan manusia: pertanian, industri dan rumah tangga
terbagi merata mmumt ruang dan waktu serta tidak se&
Nannm de " '
tersedia
air tidak
saat diperlukau
Selaiu itu sediaan air didesak oleh jumlah penduduk yang semakin meningkat sehingga
ketefiediaan air perkapita semakin kecil dan muhrnya
' - rendah yang akhimya
~rneninglcatkankonflik-para~
Masalah utama yang dihadapi dalam pengelolaan DAS adalah menurunnya
produktivitas laban pertanian yaug dhkiitkan oleh erosi, penehngan hutan, tekanan
penduduk dan ke
'
''
, sedimentasi i n h struktur dan banjir yang talc terkendali
Untuk memecahkan pennasalahan di atas diperlukan suatu evaluasi terbadap
komponen-komponen biofisik, sosio-ekonomi dan kelembagaau yang saling terkait
sehingga pengelolaannya &pat didasarkan atas alasan-alasan teknis dan kemampuan
kelembagaan dalam m e h i partisipmi masycuakat.
Peaumbuhan peduduk dan
berupa perubahan iklim dan tataguna Mum.
ti&
Peru-
mempuqd konsekuensi logis
iklim yang menaikkan suhu
udara dan cumh hujau, secara langsung akan mcmpengaruhi tat. air termasuk debit air
khususnya di DAS, seda&an
perubahan tataguna lahan dari aspek hidrologi,
berpeogaruh langsung terhadap karakteristik
lahsn sehingga mempengaruhi
sistem tata air DAS. Perhitugan neraca air dan debit atjran stmgai, khusump
meqm&ut
aspek kua&tas dan dimensi waktu penyebarannya dapat dilalcukan dengan
beberapa cara Model E v a p o ~ o ~ ) menrpakan
mi
salah satu konsep yang mampu
Illembaikan keiuaran neraca air dan debit aliran berikut hubungsn antara komponen dan
perubahannyapada-*yak
Model evapoklimatonomi dapat mensimuki bedasarkan perubahan yang
terjadi pada komponen-komponen iklim terutama curah hujan dan radiasi serta
terhadap terjadinya perubahan tataguna lahan.
Dengan membandingkan hasid
simulasi antara DAS pada kondisi sekarang dengan kondisi saat terjadi perubahan
iklim dan perubahan tataguna lahan, maka dapat diketahui seberapa be=
pengaruh
terjadinya perubahan komponen lingkungan terhadap komponen-komponen neraca
air khususnya debit aliran sungai.
Whyab DAS di Sulawesi-Selatan rnerupabn daerah yang sangat penting
art-
bagi pembangunan dan kekingsungan hidup rmqmakat di wilayah DAS
tersebut pada khumsnya dan Indonesia pada u m m y a , karena d y a h tersebut
merupakaa daerah yang sangat potensial untuk pertanian , pariwisata dan industri.
Oleh karena itu Pemerintah perlu mexnperiodaskan DAS tersebut yang akan
dikembangkan pengelolaannya secara terpadu.
Dari segi i k . Sulawesi Selatan mempmyai keragaman iklim yang cukup
tbggi menurut waktu dan tempat, khususnya curah hujan. Di Sulawesi Selatan dikenal
adanya dua pola (penyebaran) curah hyan yang berbeda, yaitu pola hean panhi barat
dan pola hujan pantai timur. Adanya permedxdam implikasi yang
--
tunumqa dan
&em
chi pola
curah h@andan tipe iklim akan
berbeda terhadap pengelohan sistem perta&n
neraca air pada kh-
pada
Lebih khusus lagi kedua wilayah
tersebut, dalam ha1 ini DAS akan berbeda d a b penetapan jadwal clan pola tanam untuk
Dalam penelitian ini diajukan hipotesis bahwa:
1 Model GCMs tertentu lebih sesuai digunakan di Indonesia
&%ding
dengan
model GCMS lainnya.
2, Perubahan
&Em
global yang telah
disimulasikan pada keadaan terjadi
penggandaan COz untuk DAS di Sulawesi-Selata. dan sekitarnya dengan pola
penggunsan Iahan tertentu akan besar pengzuuhya terhadap kesehLxmgm air
wilayah, khusumya debit aliran sungai di kawasan DAS tersebut.
1
1
Produksi
I m l d
PERUBAHAN IKLIM DAN TATAGUNAN LAHAN
e
Curah Hujan dan Radiasi
e
Water Supply
Gambar 2. Kerangka pemikiran darnpak perubahan iklim dan tataguna lahan terhadap
pasokan d m kebutuhaa air.
TINJAUAN PUSTAKA
Perubahan Iklim Global
I k b bumi ini ti&
seMu konstan: suhu dan presipitasi kbeda-beda dari
tahun ke tahun dan berfluktuasi dalam jangka waktu yang lebih lama Perubahan
suhu rerata yang berkisar antara 4
vtman
es.
-5
OC menunjukkan permulaan dan kembahya
Bahkan sejak zaman es terakhir, terdapat suatu masa dimana suhu
regiodwilaph lebih tinggi dan jauh lebih rendah dari saat i
LAHAN TERHADAP KESEIMBANGAN A I R WILAYAH
SULAWESI SELATAN
(Studi Kasus DAS Walanae Hulu dan DAS Saddang)
PROGRAM PASCASARJANA
PERTANIAN BOGOR
BOGOR
INS=
2000
\
...niscaya Allah akan meninggikan orang-orang yang
beriman diantaramu dan orang-orang yang berilmu
pengetahuan beberapa derajat ...(QS. 58:ll)
\
Dan perumpamaan-perurnpamaan ini Kami buatkan
untuk manusia; dan tiada yang memahaminya
ecuali orang-orang yang berilmu. (QS. 29:43)
Karya ini kupersembahkan buat:
lstri Tercinta Ir Murniani Syamsuddin
dan
Ananda Tersayang Nurmadina
ABSTRACT
Increasing of COz concentration in the atmosphere will cause global changes
of climate. Studies on the impact of climate change have been conducted by several
research agencies. m i s study discussed the description offive GCM models: CCCM,
GISS, GGFDL, UUKMO and CSIR09, and methodologies for
evaluating the
perfomance of the models in Indonesia.
There are two methods being evaluated for the evaluating the performance of
the five models output. First, methods using correlation analysis and W
E (Root
means square interpolation e m ) . Second, using regression analysis with dummy
variables. In fheformer method the evaluation was based on monthly data while the
later method based on monthly pattern of
the data.
Since the second approach
considers not only the quantily of the data but also the pattern of the data, thus the
second approach is suggested. However, the second approach required several steps
of analysis while thejirst approach only required one step. It is alsofor development
and application numeric modeling of evapocIimatonomy for evaluation of water
balance based on changes of land use and climate scenario (I X CO2 and 2 X COz).
Using the first approach, the better models were CSIR09 and CCCM, while
using second approach are CSZR09 and GFDL.
This result suggested that among
the five models, CSIRO9 appears to be best GCM model for Indonesia. Hawver, in
general the five GCM models did not pe$orm
similari*
satisfactorily, since the level of
between observed and GCM-generated data are low. Therefire, fMrlhr
explorafionro other GCM models is required.
Impacts of the climate and land use changes to be connected to the hydrology
water balance by evaluating the total available water and the total water need in
upper Walanae and Saddang catchment areas, the output of the two models are:
-
the both two catchement areas are predicted to be on status alert when the
cfimate is being under the condition of 2 X C02 of CSIR09 model.
-
The both two catchment areas are predicted to be on the status "critic" when
the climate is being under the condition of 2 X COz of GFDL model.
KAJIAN DAMPAK PERUBAHAN IKLIM DAN TATAGUNA LAHAN
TERHADAP KESEEMBANGAN AIR WILAYAH SULAWESI SELATAN
(STUD1 KASUS DAS WALANE HULU DAN DAS SADDANG)
Kaimuddin, Hidayat Pawitan, Ahmad Bey, Soedodo Hardjoarnidjojo,
Rizaldi Boer dan Mezak A. Ratag
ABSTRAK
global. Di Indonesia, model-model sirkulasi unnun atau General Circdation M
(GCW telah digunakan untuk rnenilai dampak
a
perubahan iklim. Namun luaran
model tersebut (CCCM, GISS, GFDL, UKMO and CSIR09) yang d
i
e sebagai
Sebelum luaran model GCM digunakan sebagai penilai dampak, terlebih
dahdu l
m model tersebut d i d u a s i dengan me-
dua rnetode yaitu:
pertama, analisis koeSien korelasi dan root means square interpolation error
W I E )
dan kedua, analisis regersi peubah dammy. Dalam penelitian ini, juga
dilak&m
Wis
daq&
pmbhan
iWim dan
tataguna
laban terhadap
keseimbangan air wilayah dengan menggmakan model evapoklimatonomi.
Berc3asarkan 11ilai korelasi dan RMSIE serta adisis regresi peubah dummy,
maka luaran model CSIR09 dan GFDL (curah hujan dan suhu pennukaan)
memberikan kinerja model yang lebih baik h i d i n g dengan ketiga model lainnya
(CCCM, GISS dan UKMO). Secara umum kelima model rnenunjukkan nilai r ysng
kecil dan RMSIE yang besar unNc Indonesia.
Dampak perubahau iklirn dan tataguna Man menyebabkan terjadinya
perubahau sebagai berikut: (a) dengan meqgudcan model GFDL, secara urnrun
komponen nemca air kedua DAS mengalazni penproses limpasan lang-g
sebesar 5
- 62
%, dimana
mengalami penunman yang paling tinggi sebesar 62 % dan
5 1 % secara berturut untuk DAS Walanae Hulu clan Saddang. Naonut komponen
evapotranspirasi h g s u n g justru mengalami peningkatan sebesar 8 % d m 11 % secara
beaurut untuk DAS Walaaae Hulu dan Saddang d i h d h g kondiii yang berlaku
sekarang (1 X C 0 2 ) , (b) dengan ~nenggudanmodel CSIR09, semua komponen
neraca air DAS Waliinae Hulu dan Saddang terjadi peningkatan sebesar 33 %
-
112
%. Proses evapotranspirasi langsung mengalami peningkatan yang paling besar yakni
sebesar 112 % dan 101 % secara berturut untuk DAS Walanae Hulu dan Saddang.
Rash NmlP mengalami penurunan sebesar 6 - 8 % untuk kedua DAS (Walane Hulu
dan Saddang) dan kedua model GCM (GFDL dan CSIR09).
Dampak lain dari perubahan iklim dan tataguna lahan jika dikaitkan dengan
keseimbangan air Mdrologi dengan mengevaluasi total air tersedia clan total
kebutuhan air DAS Walanae Hulu dan DAS Saddang yaitu: pert-
dengan
menggunakan luaran model CSIR09 maka kedua DAS tersebut pada saat iklim 2 X
C o n diperkirakm berada pada status "waspada" dan kedua, jika menggunskan
luaran model GFDL, maka kedua DAS tersebut berada pada status "kritis".
KAJlAN DAMPAK PERUBAHAN LKLIM DAN TATAGUNA
LAWAN TEREWDAP KESEIMBANGAN AIR VYILAYAH
SULAWSI SELATAN
(Studi Kasus DAS Walanae Hulu dan Saddang)
Oleh:
KAIMUDDIN
Disertasi
Sebagai salah satu syarat untuk
Memperoleb gelar Doktor
Pada
Program Studi Agroklimatologi
PROGRAM PASCASARJANA
MSTITUT PERTAEII;AN BOGOR
BOGOR
2000
Judul Diirtasi
:KAJIAN DAMPAK PERUBAHAN JKI.JM DAN TATA-
GUNA LAHAN TERHADAP KESEEMBANGAN AIR
W I L A Y ASULAWESI
~
SELATAN ( W d i Kasus DAS
Wdanae Hdu dan DAS Saddang)
Nama Mahasiswa : Kaimuddin
Nomor Pokok
:W A G K
MENYETUJ~
.
1. Komisi Pembimbing
Dr Ir Hidavat Pawitan
Ketua
Anggota
Anggota
Anggota
2. Ketua Eronram Studi
%
Dr Ir Yonnv Kwsmrrivono
Lulus Tanggal :02 November 2000
KAIMUDDIN. Kajian Dampak Perubahan Iklirn dan Ta-
Lahan terhadap
Keseimbangan Air Wrlayah Sulawesi Selatan (Studi Kasus DAS Walanae Hulu dan
DAS Saddang) (Di bawah bibingan Hidayat Pawitan sebagai ketua, Soedodo
Hardjoamidjojo, Ahmad Bey, W d i Boer dan Mezak A. Ratag masing-masing
sebagai anggota).
Saat ini isu perubahan iklim menjadi masalah yang sangat menarik, karena
dapat mengakiitkan pemanasan global clan kenaikan permukaan air laut. Model-
model sirlsulasi unnrm atau General Circulation Models (GCMs) adalah salah satu
modei komputer yang kompleks yang digumkm untuk
sirrmla ikan efkk perubahan
komenfmsi gas nunah kaca terhadap iklim lmmi Luaran model tersebut telah digunakan
di Indo-
sebagai penilai damp&, namun model-model tersebut behun diuji kepekaan
clan kesesuaiarmya untuk wilayahIndonesia
Tujuan peneiitian ini
e.
(1) menguji Luaran lima model GCM (CCCM,
GFDL, GISS, UKMO dan CSIR09); (2) menduga nil& parameter karakteristik fisik
DAS Walane Hulu dan DAS Saddang yang berlaku saat ini; (3) mengevduasi
keseimbangan air wilayah DAS saat ini, dan (4) mengkaji perubahan keseirnbangan
air wilayah DAS saat terjadinya perubahan iklim clan tataguna lahan.
Penelitian ini dilaksanakan daLam dua tahap kegiatan.
komparatif model-model
Kedua,
Pertama,
uji
GCM (CCCM, CSIR09, GFDL, GISS dm UKMO).
sirnulasi model dampak yang me-
model evapoklimatonomi
dengan studi kasus DAS Watanae Hulu dan DAS Saddang. Sebelum pelaksanaan
kegiatan tahap I, maka dilakukan dklaipsi terhadap perubahan iklim Indonesia (curah
hujan) antara periode 1(193 1 - 1960) dan periode 11 (1 961 -1 9901, yang bertujuan
untuk meEW apakah ada i n h i terjadinya perubahan iklim di Indonesia.
Pada Tahap I dihasiIkan model yang representatif untuk digm&an sebagai
penilai dampak. Untuk m e n g h a s i i model yang representatif maka dilakukan
validasi luaran model GCMs (curah hujan dan suhu) sk&o
1 X C02 dengan data
pengamatadobsewasi Data pewamatan berupa curah hujan dan suhu bulanan
diproleh dari Badan Meteorologi dan Geofisika @MG) di Jakarta. Data curah hujan
bulanan diperoleh dari 3766 Stasiun Hujan d m panjang data bervariasi dari tahun
1931 - 1971 dan 1980 - 1989. Data suhu diperoleh dari 115 Stasiun-Stasiun
IUimatologi (1980 - 1989) dan Stasiun Synoptik (1979 - 1990). Selain data dari
BMG, juga digunakan data dari NCAR (curah hujan dan suhu) untuk analisis
validasi. Validasi model menggunakan analisis korelasi (r), root mean square
interpolation error (RMSIE), dan a d i s i s regresi peubah dummy.
dilaksanakan analisis dampak &bat perubahan iklim dan
Pada Tahp 11
tataguna lahan terhadap
komponen neraca air dengan menggunakan model evapoklimatonomi. Luaran model
GCMs (curah hujan dan
surya) yang digunakan sebagai penilai dampak &bat
p e ~ b a h a niklim adalah model yang terpilih pada T a p I dengan skenario 1 X C02
dan 2 X Cop. Karena resolusi spasial luaran GCMs tidak cukup representatifuntuk
digumkm sebagai masukau untuk model dampak, maka luaran GCMs diinterpolasi
dengan metode 'Xriging" menggunakan pemngkat lunak S&e
-ping
System V.
5.0 dengan resolusi 0. l o lintang dan 0.1" bujur. Pada penelitian ini juga dilakukan
expelkentasi model yang diarahkan pada perubahn tataguna lahan yang di
indikasikan dengan perubahan parameter model evapoklimatonomi (n,PN,a dan %).
Eksperimentasi perubahan tataguna lahan berdasarkan T o l a Rehab'itasi Lahan dan
Konservasi Tanah DAS Walanae" BRLKT Wd M clan "Rencaua Pengelolaan DAS
Terpadu DAS
Sadclang" Ditjen Reboisasi dan RehabWasi Lahan
Dengan
elcperimentasi hi &pat diketahui kepekaan niLai komponen neraca air terhadap
berubahnya nil& parameter akibat pembahan htaguna lahan.
Bedasarkan dislaipsi perubabm iklim Indonesia antara periode 1 (1931 1960) dengan periode 11 (1961
-
1990), secara m
um baik agihan maupun jeluk
hujau wilayah Indonesia telah mengalami pergesmdperubahm dan pa& umumnya
periode 11 lebih kering dibanding denganperiode I.
Berdasarkan nilai korelasi dan RMSIE serta analisis regresi peubah dummy,
maka luaran model CSIR09 dan GFDL (curah hujan dan suhu permukaan)
memberikan kinerja model yang lebih baik d i h d n g dengan ketiga model Iainnya
(CCCM, GISS dan UKMO). Model GISS dan UKMO tidak representatif digunakan
=bag&
penilai dampak di Indonesia karena tidak cukup baik mensimulasi data iklim
khususnya curah hujan. Ada kecenderungan kelirna model GCM menunjukkan nilai
koefisien k o r e k i peubah hujan lebii kecil &%anding
dengan suhu.
Secara umum
kelima model menunjukkan nilai r yang kecil dan RMSIE yang besar untuk
Indonesia, sehingga diperlukan pengujian lebih lanjut terhadap parameter-parameter
model khususnya model CSIR09 yang dapat di "running" di Indonesia. Model
dengan ukuran resolusi horizontal yang tinggi (seperti GFDL) dan skema konveksi
cumulus yang lebih komprehensif (seperti skema konveksi cumulus Arakawa) sesuai
diterapkann di Indonesia Hal ini
disebabkan, wilayah Indonesia berbentuk
kepulauan.
Penggunaan nilai-nilai parameter hasil k a l i i i meqhasiillcan limpasan
bulanan yang hampin identik dengan data pengamatdobservasi; dengan parameter
sebagai berikut: untuk DAS Walanae Hulu mbar = 200 mm, np = 0.250,PN= 50 mm,
E'/E = 0.475 dan % = 0.170,untuk DAS Saddang mbar = 250 mm, np= 0.300,PN =
50 mm, E'/E
=
0.493 dan % = 0.139. Selisih antara limpasan pengamatan (No)
dengan limpasan model (Nrn) adalah negatif yang berarti terjadi ''under estimate"
dengan korebi (r) sebesar 0.99.
Saat tercapainya lengas tanah maksimum dan minimum tidak bersamaan
dengan saat tercapainya hujan maksimum clan minimum kedua DAS bersangkutan.
Kedua DAS mempunyai pola yang sama terhadap proses pengurasan langsung (E'
dan N'), dimana saat tercapainya kornponen E' dan N'makshnum dan minimum
sama
dengan saat tercapainya hujan maksimum dan minimum. Limpasan tidak Iangsung
tahm
lebih
tinggi
diiding
dengan
Empasan
langsung
tahunan,
yaug
menunjuklcan retensi air tanah kedua DAS cukup tinggi. H a d pengarnatan koefisien
Limpasan dari total hujan tahunan kedua D A S sebesar 61.6 %
dan 69.6 % secara
berturvt untuk DAS Walanae Hulu dan Saddang.
Serangkaian
eksperimentasi
dikembangkan
ulltuk
rnengkaji
kepekaan
komponen-komponen neraca air terhadap masukan (luaran model GFDL d m CSIRO9
berupa hujan dan radiasi) dan parameter-parameter (a, F'N,
+,
dan %) model
evapoklimatonomi yang dapat mengindikasi perubahan iklim dan tataguna lahan
Dampak peru?mhan tataguna lahan tanpa diseriai perubahan iklim yang
diindjkasikan okh perubahan parameter model terhadap komponen neraca air kedua
DAS, mnyebabkan terjadinya penunman lengas tanah, evapotranspirasi tidak
langsung, dan limpasan langsung, masing-masing untuk DAS Walanae Hulu sebesar
6.7 %, 6.6 %, dan 64.4 %, sedangkan DAS Saddang masing-masing mengalami
penunman sebesar 2.7 %, 2.7 %
limpasan tidak -sung
dan 51.2
%. Proses evapotranspirasi langsung clan
mengalami peningkatan masing-masing untuk DAS Walanae
Hulu sebesar 21.2 % dan 6.7 %, sedangkan untuk DAS Saddang masing-masing
sebesar 12.0 % dan 10.6 %.
Dampak perubahan iklim dengan mnggunakan luaran model GFDL 2 X COz
tanpa merubah parameter model evapoklimatonomi (tanpa perubabn tatagum lahan)
kedua DAS
menyebabkan semua komponen neraca air mengalami penunman
(dibandingkan dengan 1 X COz), kecuali rasio Nm/P DAS Walanae Hulu mengalami
-tan
sebesar 2.2
%.
Dengan rnenggunakan luaran model
CSIFW9
menyebabkan semua komponen neraca air mengalami penkgkatau (di'bandingkam
dengan 1 X COz), dimana proses limpasan hugsung mengalami penhgkatan yang
paling besar yakni sebesar 112 % dan 91 % secara berturut untuk DAS Walanae Hulu
dan Saddang. DAS W a h m Hulu lebih peka perubahan komponen neraca aimya
a k i i perubahan iklirn d i i d i n g dengan DAS Saddang.
Dampak perubahan iklim clan tataguna lahan yang diindjkasikan oleh
perubahan maskan (luarm model GFDL dan CSIRO9 skenario 2 X C 9 ) dan
parameter model evapoklimatowmi menyebabkan terjadi perubahan sebagai berikut:
(a) dengan menggunakan model GFDL, secara mum komponen neraca air kedua
DAS mengalami penunman sebesar 5 - 62 %, dimana proses limpasan Iangsung
~ ~ ~ n g a l apenurunan
mi
yang paling tinggi sebesar 62 % dan 51 % s e w a berturut
untuk DAS Walanae Hulu dan Saddang. Namun ko~llponenevapotranspirasi kingsung
justru mengalami peningkatan sebesar 8 % dan 11 % secara berturut untuk DAS
Walanae Hulu dan Saddang dibanding kondisi yang berlaku sekarang (1 X C02)
.
(b)
dengan menggunakan model CSIR09, semua komponen neraca air DAS Walanae
Hulu dstn Saddang terjadi peningkatan sebesar 33 O h - 112 %. Proses evapotranspirasi
langsung mengalami peningkatan yang paling besar yalcni sebesar 112 % dan 101 %
secara berturut untuk DAS Walanae Hulu dan Saddang. Rasio Nm/P pada skenario 3
mengalami penurunan sebesar 6 - 8 % untuk kedua DAS dan kedua model GCM
(GFDL dan CSIR09).
Dampak lain dari perubahan iklim d m tataguna lahan jika dikaitkan dengan
keseimbangan air hidrologi dengan mengevaluasi total air terse*
kebutuhan air DAS Walanae Hulu clan DAS Saddang, dengan me-
dan total
luaran
model CSIR09 maka kedua DAS tersebut pada saat iWim 2 X COz diperkkakan
berada pada status "waspada" dan jika menggunakan luaran model GFDL, maka
kedua DAS tersebut berada pada status "kritis". Status waspada menunjukkan total
kebutulmn air ada di antara kondisi aliran rendah 10 % dan 45 % dan status kritis
menunjukkan total kebutuhan air ada diantara kondisi aliran rendah 25 % dan 45 %.
Hasil analisis dampak perubahan iklim dan tataguna lahan terbadap komponen
neraca air dapat digw&an
sebagai masukan untuk analisis dampak terhadap
penerimaan (supply) air suatu D M &'bat peruperub ahan dan t
a
m laban. Untuk
menentukan strategi penyesuaian (Adaptation Strategy) & i t perubahan iklirn dan
tataguna lahan suatu DAS, diperlukan penelitian lanjutan dengan mengkopel antara
amdisiis penerimaan (supply) clan pennintaan (demand) sumber daya air.
RIWAYAT I3IDt.JP
Penulis dikhirkan pa& tang#
12 Mei 1960 di Kota Madya h h k a s s w Sulawesi
Selatan s
e
w putm pertama dari omng tua bernama dmarhum Mole (Ayah) dan Dina
(Ibu). Setmnatya dari SD Negeri No. 25 di kota kek'
Negeri W Makssar. Pada tahrrn 1975,
tahun
1980 ter-
Hasanuddin
-it
sebagai
mibsikwa
'
-
I,
rnehnjutbn ke SMP
SMA Negeri III Makasar dan pada
pada Fakuhs
Pertanian UniVersitas
m e d q a i g e h sarjana pertank pada tahun 1986. Pada tahun 1991
tenkfbr sebagai mahasiswa Program w a r n IF'B dan memperohh gekr Magister
Sains (MSi.) tahun 1994 dalam bidang keahlian Agrakknahlogi.
Sejak tahun 1986 menjadi dosen tetap pada Fakultas Pertanian Universitas
"45" sampai tahun 1989.
Tahun 1989 sarnpai sekarang menjadi dosen tetap di
almamaternya dan mengas& mata ajarau Dasar-Dasar IUimatologi, KLimatologi
Pertanian dan Ekologi Tanaman. Pada tahun 1994 memperoleh gelar Magister Sains
(MSL) pada Program Studi Agroklimatologi dengan bidang keahlian Iklim Hutan.
Pada tahun 1995 terdaftar sebagai m a h a s i i Program Pascasajana IF'B pada
Program Studi Agroklimatologi (Program Doktor) atas biaya TMPD Ditjen DWL
Pada usia 30 tahun, dia menikah dengan Ir. Murniani anak k e 4 dari Letkol
(purn-) H. Syamsuddin T (alra) dan H. Rosdianzt
UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis memanjatkan puji dan syukur kehadiratNya, dengan perkendya,
maka
disertasi ini
&pat diselesaikan. Penelitian ini berjudul 'Kajian Dampak
Perubahan IMim dan Tataguna Lahan terhadap Keseimbangan Air Wilayah
Sulawesi Selatan
(Studi kasus DAS Walanae Hulu dan DAS Saddang)".
Memilih topik penelitian hi, karena dua hal: Pert-
iuarai~model-model sirkuki
umum berupa data iklim (curah hujan, suhu, radiasi dan komponen iklirn h y a )
saat kondisi sekarang (1 X CO*)dan perkiraan kedepan (2 X C a ) , telah digunakan di
Indonesia sebagai penilai dampak perubahan iklirn terisadap berbagai komponen
sumkrdaya atam seperti sumberdaya air, sunkdaya bay&
model-model tersebut
dan lain-lain Namun
belum divalidasi khususnya di Indonesia sebagai penilai
dampak Kedua, pembahan iklirn dan tataguna lahan akan rnerrhrkm hplikasi
terbadap sumberdaya air, baik kuantitas rnaupm kualitas yang berdampk terhadap
berbagai aspek kehidupan (ekonomi, sosiaI, keamanan clan politik).
Ucapan terima kasih yang sebesar-besamya dhmpdcan kepada:
1.
Dr Ir Hidayat Pawitan sebagai ketua komisi pembhbing dan Dr Ir Ahmad
Bey, Prof. Dr Ir H. Soedodo Hardjoamidjojo, MSc. ,Dr Ir W d i Boer dan
Dr Mezak A. Ratag seM anggota komisi yang telah membedcan saran dan
pemahaman
diselesaikan
sehingga
penelitian
dm
penulisan
disertasi
ini
&pat
2.
Kepah Pusat Pengetahuan Atmosfix LAPAN Bandung beserta sbf yang telah
memberi izin dan frisiliks untuk menggunakan Laboratoruim Iklim LAPAN
Bandung sehingga "running" model CSIR09 &pat dilaksanakan.
3.
Ketua, staf dosen dan staf administrasi
J~urusan
Agrometwrobgi d m
Geolisika FMIPA IPB atas kebeakan dan pengertiannya dalam penggunaan
laboratotium clan f a s i i jurusan khususnya akses internet.
4.
Rektor Universitas Hasanuddin, Pembantu Rektor I, Ketua Lembaga
Penelifan, Dekan Fakultas Pertanian clan Kehutanan,
Ketua Jurusan
Budidaya Pertanian, Ketua Program Diploma 3 Fakultas Pertanian dan
Keh-
UNHAS dan ternan-teman lainnya yang terlalu banyak untuk
disebutkan satu pe.rsatu.
5.
Direktur Pascasajaua IPB,
Pembantu Direktur serta pelayamm dan canda
senma staftata usahit dan ad
' ' '
asi Pascasajana IPB.
6. Team Manejemen Program Dolctor (TMF'D) Direktorat Pendidikan Tinggi
Departemen Pendidikan dan Kebudayaan atas hmtuan beasiswa clan Yayasan
ORBIT atas bantuan biaya selama mengikuti program studi doktor (S3) di
IPB Bogor.
7 . Bapak Dr Ir H. Badron Z c h r k , MS., D r Ir H. Ambo Ala, MS. dan Ir M.
Hasan L. Tadjang, MS. atas bantuan dan doronga. morilnya
8. Rekan-rekan ruahasiwa S 2 dan S3 Agrokhmtobgi IPB serta pengurus dan
anggota Forum Komunikasi M h i s w a Pascasarjana IPB asal Sulswesi
Selatan -ASS),
t-ih
atas kebersmam dan candauya
9. Ayahanda Mob (ah), Ibunda Dina dan Hj. Rosdiana Syamsuddin (mertua)
yang penulis sanjung dan kagumi atas doa restu yang tulus kepada penulis.
Juga adik-adik tercinta m-&mi, Fuad, Ir Mutmainm dan Fahmi Mole) serta
kakak-kakak dan adik-adik ipar atas doa dan kesahuammya.
10. Akbkya kepada istri tercinta Ir Murniani Sy. K dan ananda tersayang
Nurmadina atas pengertian, kesahmn serta dorongan dan doa restu kepada
penulis selarna studi sampai penyususnm disertasi ini.
KepadaMu ya AUah penulis memohonkan doa clan harapan agar budi baik
yang telah tnereka berikan kepada penulis sekeluarga dibalas s e w sesuai
a m a h rnereka A m i n
Pen&
berharap semoga DISERTASI Mil p e n e b ini dapat diten'rma clan
beIznanfaat bagi para pembaca
WABILLAHI TAUFIQ WAL HIDAYAH
Bogor, Desember 2000
Kaimuddin
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
xii
DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN
xv
Latar Belakang
..................................................................................
Tujuan Penelitian
...............................................................................
Kontriiusi Penelitian
.........................................................................
TINJAUAN PUSTAKA.....................................................................................
1
6
6
12
Perubahan Iklim Global.......................................................................
Sistem dan ModeL................
Analisis Sistem dan Simuksi............................
Model S
i
r
k
u
l
a
s
iUmnn ...................................................................................
Dislcripsi Umum Model GCMs ............................................................
Daaah Aliran Sungai......................................................................................
Model Evapoklimatonomi ...................................
...................................
Neraca Air ......................................................................................................
...................................................
Lokasi Penelitian ...................
.......
Kebutuhan Data dan Aht ........................................................................
Metode..........................................................................................................
Model Iklim/GCMs ........................................................................
Validasi Luaran Model GCM ......................
........................
Model Evapoklimatonomi ....................................................
.
.
.
43
43
48
48
50
54
KEADAAN Uh4UM LOKASI PENELITIAN.................................................
I k h Sulawesi Selatan..................................................................................
DAS Walanae ........................................................................................
DASSaddang.........................................................................................
HASIL DAN PEMBAHASAN
................................................................................
62
62
68
70
74
Diskripsi Pembhan Iklim (Curah Hujan) ......................................
74
Dampak 2 X COz terhadap Curah Hujan dan Suhu Udara ..................
82
Validasi Luaran Model GCMs ..................................................................
86
Karakterisitk Iklim dan Hidrologi DAS ...............................................
93
ParameterisasiiVerZkasidan Valid& Model Evapoklimatonomi........... 100
Keluaran Model Evapo-ommi
..............................................
107
Ekqerhmtasi Model ................................... .
....................................... 113
S k e d o 1 ,p e m w tataguna hkm tanpa pertlbahan iklim ..............
Skenario 2 . m ikIim tams Derubahan tatarmna lafian ..........
Skenario Emisi C02...............................................................
114
122
136
K E S I M P W DAN SARAN .........................................................................
141
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................
146
LAMPIRAN-LAMPIRAN.................................................................................
1 56
DAFTAR TABEL
1.
Halaman
Tekr
Perubahan keseirnbanganbahang atmosfer pada keadaan konsentrasi C02
15
standar (saat ini) dan pada keadaan konsentrasi dua kali COz ..............
2.
Ukuran grid dan spes*
3.
Rms error (dalam hPa) dan bentuk korelasi tekanan rerata muka laut
antara simulasi dan pengamatan di wilayah Australia.............................
25
Koefkien korelasi (r) dan root mean square ( R M S ) error untuk
MSLP dan curah hujan untuk wilayah M o w n ......................................
25
Nomor
4.
GCMs .................................................................
5 . Persamam regresi suhu wlara dengan altitude di Indonesia.....................
.
7.
8.
6
24
49
Luas Wilayah DAS Walanae ................................................................
68
Perincian luss per jerk tanah dan tingkat kepekaamya ..........................
69
...........................
71
Luas DAS Saddang dirinci menurut sub-sub DASnya
9 . Luas dan Kelas Lereng DAS Saddang ............................................
71
10. Nitai (MAX, MIN dan AVE) koeGen korelasi (r) clan RMSZE curah
hujan dan suhu model GCMs dengan Data BMG dan NCAR ......................
87
Nilai (DJP. MAM. JJA. SON) koefisien korelasi (r) dan RMSIE curah
hujan dan suhu, model GCMs dengan Data BMG dan NCAR ................
88
Ni& rata-rata skoring r dan RMSIE hujan d m suhu data BMG dan
NCAR dengan model GCMs ................................
...........
........................
89
11
.
12
13. Nilai skoring kelima model GCMs badasarkan amdisk regresi
....................................................................
93
14.
Stasiun Iklim dan Hujan DAS Walanae dan Saddang ............................
95
15.
Dislcriptif iklim t a h n a ~
DAS Walanae clan Saddang............................
96
16.
Luas wilayah dan parmeter hidrologi DAS Walanae Huh dan
Saddang Hulu ....................................................................................
98
peubah dummy
Statistik deskriptik tinggi aliran (mm) pada Pos Duga Air (PDA)
DAS Wahna Hulu dan Saddang
...........................................................
99
Mamkan, parameter dan luarau model evapokIimatonomi DAS
.......Walanae
.....................H
......u....h....
108
Masulcan, parameter dan luaran model evapoklimatonomi DAS
Saddang Hub .............................................................................................
Luaran model evapoklimatonomi skenario I DAS Walanae Hulu
........
L~laranmodel e v a p o ~ n o I I lskenario
i
1 DAS Saddang ................
111
116
120
Komponen neraca air ( m a bulanan, mm) dan rasm NIP luaran model
evapokliamtomrni DAS Walanae Hulu clan Saddang menggumkan
luaran model CSIR09 dan GFDL pada Skenario 2 ........................
122
Komponen neraca air (rerata bulanan, mm) dan rasio NiP luaran model
evapo-ommi
DAS Walanae Hulu dan Saddang menggunslcan
luaran model CSIR09 clan GFDL pada Skenario 3 ........................
128
Luaran model evapokiimatonomi DAS Wa.lanae Huh~dan DAS
Saddang model GFDL dan CSIR09 Skenario 3 .............................
132
Prosedur Menjahkan Model CSSR09-R21 .................................................
162
Proslur down stalling mlusi spasil data observasi clan model GCMs
IllenggunakanW
d V.5.0 dengan metode Kriging ..............
... ..........
165
Program Visual Basic Menghaung Luaran Model (Tahap II) ................
178
Niai r dan RMSIE hujan (nnnfhari) dan suhu ("C)bulanan model
.............
GCMs dengan data BMG .....................................
.
.
182
7.
8.
9.
10.
Nilai r dan RMSIE hujan (mm/hari) dan suhu (OC) bulanan model
GCMs dengan data NCAR
. ... .
. .. .. ..
1 83
Skror;nP N i r dan RMSIE Huja.dan Suhu &GCMs dengan
Data BMG ............................ .
.
.
...........................................
184
Skroring Nilai r clan RMSIE Hujan dan Suhu model GCMs dengan
.
...... ..............................
Data NCAR .............................. .
185
Rerata Bulanan Komponen Iklirn DAS Jeneberang, Walanae dan
....-.-- .-..--.
..... + . . .. . .. . . . .. .
Saddang.......... ..... ..
186
....................................... .. ...
dang .dang.dang.dang.dang.dangdangdang.
11.
Pen~gunaanbhan dan arahan penggrwran laban DAS Walanae Hulu
12.
Penggunaanlahansekamngdanrencanapemanfaatanruang
DAS Saddang ...........................
...........- - -...- .- -....-. - -..... . .-
1 87
Selisish persentase perubahan skenario 2 dengan skenario 3
.
......
DAS Walanae Hulu clan DAS Saddang .............................
188
13.
187
DAFTAR GAMBAR
PoWtip hujan ketiga DAS (Jenebearang. Walarme dan Saddang) di
Sulawesi Selatan ...
4
..
Kerangka permlaran rlampak perubahan iklim dan tatagmm lahan
terhadap pasolcan dan kebutuhan air .........................................
11
Kecenderungau penhgkatan konsentrasi C 0 2 global di atmosefer ........
14
Peningkatan suhu global antara 1900 .
1990 yang relatifterhadap
rata-rata serzUna 1951 -1 980 dan perkkam peningkatan suhu global
ardaratahun2000-2100 ........................................................
14
...................................................
Skema kerja dalam penelitian......... .
.
44
Peta jaringan hidrometri Propinsi Sdawesi Selatan.................................
45
Peta lokasi penelitian DAS Wdanae Hulu ..............................................
46
Peta lokasi penelitian DAS Sadclang ...............................
......................
47
.......................
61
Diagram alir penyusunan model evapoklimatonorni..
...
Peta Tipe Hujan di Sulawesi Selatan ..........................................
67
Perbedaan agihan d m jeluk cllrah hujan bulan DJF periode tahun
1931-1960 (A) d m periode tahun f 961-1990(B) ..........................
77
Perbedaanagihau danjeluk curah lnjan bulau MAM periode tahun
......................
1931-196O(A)denganperiodetahun1961-1990@)
77
Perbedaan agihan danjeluk c d hujan bulan JJA periode tahun
1931 -- 1960 (A) dengau periode tahun 1961.
f 990 @) ......................
78
Perbedaan agiban dan jeluk curah hujan bulan SON @ode tahun
1931 .
1960 (A) dengan periode tahun 1961 -- 1990 (B) ...................
78
Perbedaan agihan dan jeluk curah hujan tahunan periode tahun
1931-1960(A)denganperiodetahun1961-1990(B) .....................
79
Perbadhgau autara data observasi dengan luaran model GCMs
(hujan) demgan menggumkanmodel-model persarnaan regresi
dengan peubah dummy............................................................
Keadaan iklim DAS Walanae dan Saddang Sulawesi Sela-.
................
Pola curah hujan (CH, mm) dan tinggi aliran (TA, mm) DAS
Walanae Hulu dan Saddang.............................................................................
Pola sebaran Iimpasan hasil pahitmgan model
mi(Nm)
d m limpasan pengamatan (No)DAS Walanae Hulu..........................
Pola s e w limpasan basil pehhqpn model evapokJbatonomi (Nm)
dan limpssan pengamatan (No) DAS Saddang ................................
Nilai limpman hasil p d d u g a n model Evapoklimatomm (Ntmd)
dibanding dengan limpasan pengamahn (Nobs) DAS Walanae Hulu.......
Pola nemca air (luaran model Evapoklimatonomi) DAS Walanae Hulu..
Pola pengurssan air melahi proses langsmg dan tidak langsung DAS
Walanae Hulu ..........................
.....................................................
.
.
.
Nilai limpasm hasil perhaungan model E v a p o ~ o n o m(Nmod)
d i b d i n g dengan limpasan pengamatan (Nobs) DAS Saddang ..............
Pola neraca air (luaran model Evapoklimatonomi) DAS Saddang .........
Pola
air meJaiui proses langslmg dan tidak hgsungDAS
Saddang...............................................................................................
Pola neraca air DAS Walanae Hulu pada skenario 1..
Pola neraca air DAS Saddang pada sk&o
1
......................
..............................
Pola neraca air model (32% (GFDL dan CSIR09) dengan skenario
1 X COZdan 2 X COz DAS Walanae Huh clan Saddang .................
.
Pola curah hujan model CSIR09 clan GFDL sk&o
1 X C02 clan
2 X COz DAS Walanae Hulu dan DAS Saddang ...........................
.
Pola komponen neraca air (KNA, m)skenario 3
.........................
32. Emisi COz global (ppmv) dengan skenario Al, A2, B1
danB2dengankepekaaniklim4.O0Cuntuk2XC02 .....................
33.
34.
1.
Emisi C 0 2 gbbal (ppmv) dengan skenario A1,A2, B 1 clan B2
dengankepekaanikli1n4.5~Cuntuk2XC02..............................
3.
138
Emisi C 0 2 global (ppmv) dengan ske&
IS92a, b, c clan d
dengankepekaaniklim4.0°Cuntuk2XC02 .......................+........ 139
Perkhan a g k n clan jeh&curahhujan tahunan Indonesia periode
tahun 1931 -l%O dengan perbedaanjumlab stasiun h j r m andisis:
(A)354O~lariunhujanrIan~)214stc1s)unhyian
...........................
2.
138
Selisih c
188
d hujan tahunan antara 2 X C a dan 1 X C02 model
GCMs ( CCCM, CSIR09, GFDL, GISS dan -0)
.................... .
.
........
189
Selisih suhu rata-rata tahunan antara 2 X C 0 2 dengan 1 X COz
model GCMs ( CCCM, CSIR09, GFDL, GISS clan UKMO). .............. 190
DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN
= albedo (Oh)
= perubahan lengas tanah (mm) per
= evaporivity Jangsung
satuan waktu
(tanpa dimensi)
= lengas tanah (mm)
= nirbah limpasan hugsung
= koeiisien
(tanpa dimemi)
korelasi ('?YO)
= ukuran kehilangan lengas tanah total
= ukuran penguapan lengas tanah
(tanpa dimemi)
dari b a d perm-
lshan (tanpa
dhmsi)
= ukuran kehilangan air dari bawah perm= total
lahan (tanpa dirnensi)
evapotranspirasi (mm)
= evapotranspimsi langsung (mm)
= evapott-anspird tidak
langsung (rnm)
surya yang diserap permukaan lahan (mm atau wM2)
= radiasi
= radiasi global (Wm-')
= limpasan has3 pengamatan/observasi (mm)
= total
limp-
lua~anmodel evapoklimatonomi (mm)
= Kmpasanlangsungldi atas perrnukaarn (mm)
= Empasan tidak langsuog/di atas permuban (mm)
= masukan massa (air) efektif untuk proses-proses tidak langsung
= curah hujan (mm bdan-')
= curah hujan terkoreksi (P-E'-E")
(mm bulanulanl)
= nilai ambang curah hujan (mm bulanulanl)
= waktu
tinggdresidence time (bulan)
= nilai angot
= lama p
(wm-')
e m a n terukur (jam)
BMG = Badan Meteorologi dan Geo6isi.a
BRLKT = Bahi Rehabilitasi Lahan dan Konservasi Tanah
CCCM = Cansdian Climate Centre Model
CSIRO = Co-nweaIth
S c i i and I n d W Research Organkzrtion
ENS0 = El N i o Southern Oscillation
GFDL = Geophysical Fluid Dynamics Laboratory
GISS = GoddardInsMute for Space Science
GSMs = Gaxmd CirmMon Models
ITCZ = Intertropical Convergence Zone
NCAR = National Center for Atmospheric Research
OAM = O c e a n - A t m D w Inderaction Modek
PCHP = Pok Curah Hujan Peralihan
PCHPB = Pola Curah Hujan Pantai Barat
PCHPT = Pola Curah Hujan Pantai Timur
PDA = Pos Duga Air
RMSIE =Root Mean Square Xnterpolation Error
RNGPG = m
i Neto Gelonbang Panjang
RNGPK, = Radiasi Neto Gelombaug Pendek
RNSPG = Radiasi Neto Senma Panjang Gelombang
SO1 = SouthernOsdMon Endex
UKMO = United Kingdom Meteorological
U N E P =United Nation M n m m t Progranrme
WHC = Water Holding Capacity
Latar Belakang
ini isu perubahan ikIim menjadi
Dewasa
masalah yang sangat memu&
karena dapat mengakibatkan pemanasan global dan kenailcan p
e
e air laut.
Sebagian besar pakar atmosfer sepakat (Houghton, 1991; PCC, 1996) bshwa,
peningkatau konsentrasi COz atmosfer dan gas-gas penyerta lainnya (trace gases)
serta aerosol telah menyebabkan
perubahan iktim global. Perubahan iklim karena
konsentrasi gas-gas aktiif-radiatii atmosfer dapat merubah distribusi
-tan
menurut ruang clan waktu terhadap mmbedaya air dan lahan, siklus hidrologi,
kualitas air, sistem suplai dan kebutuhan air di dalam wiIayah yang berbeda (IPCC,
1990). Selanjutnya menurut Hay et al. (1993), perubahan iklim dapat merubah
karakteristiik hidrobgi Daerah Aliran Sungai @AS).
Iklim di bumi tidak selalu ko-,
suhu clan c
d hujan berbeda dari tahun
ke tahun dan berfldctmsi dalam jangka waktu yang lama. Kenaikan suhu rata-rata
pada 0.3
-
1992).
Jika konsentrasi gas rumah kaca terus meningkat, pemanasan global akan
0.6
OC
diakui secara luas telah tejrtdi selama 100 tahun terakhir (UNEP,
berdarnpak luas pada fingkungan dm masyarakat man&.
ini diperlukan
perkiraan
Untuk menilai dampak
bagaimana iklim itu berubah pada tingkat lokal
regional dan bagaimam perubalxm itu mempengaruhi -an
dan
alam dan
hgkungan rnanusia tempt masyarakat memperkhuhn hidupnya.
Kenailcan suhu akan menaikkan laju penguapan dari tanaman, tanah,
pemndcaan air dan lautan.
Ini jelas akan menaikkan curah hujan global karena
prinsip apa yang naik akhbya akan turun. Namun demikian, model iklirn
menunjukkan bahwa efelcny tidak akan merata, seperti yang dikemukakan oleh
de Rozari et al. (1990) bahwa, di Indonesia pemanasan global yang telah
diperhiturgkan di bawah iklim GISS "2X COz" akan mengakihtkan peningkatan
suhu pemmkaan bumi antara 3.0
4.2 "C dari suhu udara rata-rata sebesar 26.8
"C. T i g i muka air laut akan naik sekitar satu meter, sedangkan curah hujan di
beberapa wilayah pada bulan-bulan tertentu akan menurun, tetapi s e b a g i besar
wilayah Indonesia akan mendapat curah hujan yang iebih besar.
Seperti telah dikemukakan di atas, pembahm iklirn dapat merhgkatkan cwah
hujan di beberapa daerah dan men-
curah hujan di beberapa
daerah lainnya.
Tetapi penjngkatan laju penguapan yang disebabkan oleh naiknya suhu sebenarnya
akan menyebabkan banyaknya tempat menjadi lebih kering, terutama selama musim
kemarau. Di daerah-daerah rawan air, berkurangnya sumber daya air dapat
meningkatkan konflik antara para penggma Di Iain tempat kenaikan volume air
dapat menambah kecepatan erosi, aliran permukaan dan tingkat pencemaran air oleh
bahan polutan baik dalam bentuk sedhmn maupun hara yang berasosiasi dengan
aliran permukaan dan sedimen.
Pertumbuhan penduduk dan pembangumm f i s i i mempunyai komekuensi
logis berupa pe~bt3hanpenggunaan lahan. Perubahan penggunaan lahan tidak akan
membawa masalah yang serius sepanjang mengikuti kaidah konservasi tanah clan air
serta kelas kemampuan lahan (Sitorus, 1985). Dari aspek hidrologi, perubahan
tataguna laban akan t?erpenganrh langsung terhadap karakteristik penutupan iahan
sehingga akau mempengaruhi sistem tata air D M . Fenomena ini ditunjukkan oleh
respon hidrologi DAS yang &pat dikenali melalui produksi air. Menurut Lee (1 980),
respon hidrologi merupakau suatu indikasi tentang kondisi hidrologi suatu DAS dan
dipengaruhi oleh -or
iklim dan karakter fisik DAS yang bersangkutan.
Secara keseluruhan Propinsi Sulawesi-Selatan didominasi oleh hutan (57.7
%), lahan perkebunan (16.3 %), dan lahan pertanian tanaman pangan (12.6 %) (BPS,
1995) dengan kepadatan penduduk relatif kecil yaitu sebesar 96 orang/km2 (BPS,
1994). Namun send& meningkatnya jumlah penduduk dan perubahan peruntukan
tataguna lahan berupa pencammgan proyek-proyek irigasi dan industri diduga akan
tejadi perubahan iklim baik lokal maupun regional.
A k i i t lain dari perubaban
tataguna lahan tersebut, air hujan akan menjadi lebih banyak menjadi alirsn
pennukaan (direct runofn yang langsung menu. sung& sebaliknya air hujan yang
masuk kedalam tanah (inter flav dan base flav) akan menjadi semakin berkurang.
Akiitnya debit sungai menjadi sangat besar (banjiu) di musim hujan dan akan kecil
(kekeringan) pada musim kemarau serta menurunnya tinggi muka air tanah.
Propinsi Suiawesi Selatan me&
pola atau tipe hujan sangat beragam.
Hasil penelitian tipe hujan yang dilakukan oleh Boeremrt (1926) dart diperbaharui
oleh Badan Meteorologi dan Geofjsika dengan
1961
-
data selama periode
1990 rnenuujukkan bahwa, di Sulawesi-Selatan terdapat 7 t i p hujan.
Berdasarkan ke tujuh tipe hujan tersebut dan %or
yang mengenddikamya, maka
pola hujan di Sulawesi-Selatan secara garis besar dapat dibagi dalam tiga pola, yaitu
(1) pola ekuatorial, (2) pola monsun dan (3) pola lokal (Gambar I). Pada penelitian
ini, DAS yang digunakan sebagai studi kasus adalah DAS Saddang (pola ekuatorial)
dan DAS Walanae (pola lokal).
Berdasarkan hal tersebut di atas, maka perubahan iklim dan tataguna lahan
akan memberi dampak terhadap sumber daya air DAS di Sulawesi-Selatan. Untuk
memprediksi besarnya dampak yang ditimbulkan akibat perubahan iklim dan
tataguna lahan diperiukan suatu model analisis yang berbasis komputer.
Gambar 1. Polaltipe hujan ketiga DAS (Jeneberang, Walanae dan Saddang) di
Sulawesi Selatan.
Model-model sirkulasi urnurn atau d i k e d dengan General Circulation
Models (GSMs) adalah salah satu model komputer yang kompleks yang digunakan
untuk mensimulasii efek perubahan konsentrasi gas rumah kaca terhadap iklim
bumi. Apa yang dihasilkau model tersebut amat bergantung pada p e r m emisi gas
nunafikaca dimasa yang akan datang, sebagai dasar penentuau
Di Indonesia, model-model sikulasi umum seperti GISS, GFDL, UKMO dan
CCCM teiah digunakan wtuk menilai dampak peruhhm iklim, seperti studi yang
dilakukan de Rozari et al. (1991), Amien et al. (1996), Boer et al. (1999) dan studistudi lain yang dikoordinir oIeh Komite Nasionai Perubahnn Iklim.
Narnun di
Indonesia, luaran GCMs yang digunakan sebagai penilai dampak terhadap berbagai
aspek (pertaniaq kehutanan, hidrologi, kesehatan dan lain-lain) belum divalidasi.
Berdasarkan uraian di atas, maka penelitian ini akan membandjngkan luaran
dari model-model sirkdasi urnurn (GISS, GFDL, UKMO, DAN CCCM) berupa
peubah-peubah iklim dengan data pengamataa Penelit'm ini juga mengkaji sejauh
mana dampak perubrthan iklim dan tataguna lahan di dalam sistem DAS di
Sulawesi-Selatan dihubungkan dengan komponen neraca air DAS. Dalarn penelitian
ini dilakukan analisii dampak dengan menggunakan model evapoklimatonorni.
Model ini &pat mensimulasi berdasarkan perubahan yang tejadi pada komponenkomponen iklim terutama radiasi dan curah hujan serta terhadap tejadinya perubahan
tataguna lahan. Dengan membandingkan hasil simulasi antara DAS pa& kondisi
sekarang dan kondisi 1 X C02 dengan kondisi saat terjadi perubahan iklim dan
perubabm tataguna lahan, maka dapat diketahui seberapa besar pengaruh terjadinya
perubahan komponen lingkungan terhadap keseimhngan air wilayah, khususnya
debit aliran sungai.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah: (1) menguji luaran lima model GCM (CCCM,
GFDL, GISS, -0
dan CSIR09); (2) menduga nilai parameter karakteristik fisik
DAS Walanae Hulu dan DAS Saddang yang berlaku saat ini; (3) mengevaluasi
keseimbangan air wilayah @AS Walane Hdu d m DAS Saddang) saat ini; dan (4)
mengkaji perubahan keseimbangan air wilayah @AS Walane Hulu dan DAS
Saddang) saat tejadinya perubahan iklim dan tatagma lahan.
Kontribusi Penelitian
penelitian ini diharapkan memperoleh model sirkulasi u m u m yang
representatif clan sesuai diterapkan di Indonesia untuk menilai dampak perulmhan
iklirn secara umum dan khususnya dampak terhadap komponen neraca air DAS.
Model evapoklimatonomi yaug dihasiIkan dbuapkan dapat digunakan untuk
menduga potensi air wilayah DAS Sulawesi Selatan serta kapasitas menyimpan air
dalam bentuk lengas tanah. Formulasi matematika model ini juga memperkgas
hubungan fungsional sebab-akibat antara komponen-komponen neraca air DAS
Sulawesi Selatan. Informasi ini sangat penting dalam p e n g e l o h suatu DAS dalam
usaha memperoleh kestdaan tata air clan -an
fisik yang optimaL Lebih jauh
hasil penelitian ini dapat digumkm bagi para pembuat kebijakan dalam proyeksi kc
depan bagi usaha-usaha penanganan DAS & i t perubaban iklim dan tataguna lahan.
Pertumbuhan penduduk dan
ekonomi yang s
e
e cepat
menyebabkan terjadinya perubahan global (global change) di permukaan burni ini.
Perubahan global tersebut mliputi sistem fdatmosfer (presipitasi, suhu, energi
rdasj, kelembaban), sistem kimia utmo+fier (H20, C02, N20, C K dan lain-lain),
saktem ekoZogi (ekosistem) meliputi sistem produw struktur dan hju proses clan
s&em
masyumkd munusL (sistem tataguna lahan dan sistem industri perkotaan).
Perubahan tersebut di atas yang sangat dirasakan saat ini adalah perubaban iWim dan
tataguna lahan dan merupakan isu yang sangat menarik untuk d&ahas. Khusus
perubahan iklim dipicu oleh -tan
gas-gas rumah kaca (CO2, CH4, N20, CF4,
C2F6, C3F8, SFs, W C , CHC13, CH2Cl2, CF31, CO dan NO, yang di emisikan dari
pesawat
udara) khususnya gas-gas yang
padalh&mgandanmasyarakate
dihasilkan oleh aktivitas manusia
Untukmenilaidampakinidiperlukau
perkhan bergainrana iklim itu berubah pada tingkat lokaI dan regional clan bagaimana
perubahatlini--
..
aIam danhgkmgaunrmnusia
Beberapa model prediksi cuaca clan iklim telah dicoba disusun atau diadopsi
MtUk dikembaq&m
di Iodollesia mtuk k b g a i Iceperluau Dalam -kkaktm
bagaimaua perubahan iklim terjadi akibat perubahan komenbxi
telah digunakan model-model GCM seperti GISS, GFDL, -0,
GRK, di Indonesia
CCCM dan
CSIR04-level, namun model-model tersebut belum divalidasi
yang dibaxapkan akan
p e n e b hi menmba mengqji luaran model GCh4s -but,
terpilih model GCM yang
dan
Oleh karena itu,
sesuai digunakan di
Indonesia
Luaran
(output) dari model yaug terpilih bempa peubah-peubah iklim &an m j a d i masukan
(mput) bagi model hidrologi (Evapoklknatommi) s
e
w penilai dampak perubahan
iklim dan tataguna lahandalam bent& komponen neraca air DM.
Airadalahdasardlingkunganyangsuburdanmendukungsebagianbesar
kegiatan manusia: pertanian, industri dan rumah tangga
terbagi merata mmumt ruang dan waktu serta tidak se&
Nannm de " '
tersedia
air tidak
saat diperlukau
Selaiu itu sediaan air didesak oleh jumlah penduduk yang semakin meningkat sehingga
ketefiediaan air perkapita semakin kecil dan muhrnya
' - rendah yang akhimya
~rneninglcatkankonflik-para~
Masalah utama yang dihadapi dalam pengelolaan DAS adalah menurunnya
produktivitas laban pertanian yaug dhkiitkan oleh erosi, penehngan hutan, tekanan
penduduk dan ke
'
''
, sedimentasi i n h struktur dan banjir yang talc terkendali
Untuk memecahkan pennasalahan di atas diperlukan suatu evaluasi terbadap
komponen-komponen biofisik, sosio-ekonomi dan kelembagaau yang saling terkait
sehingga pengelolaannya &pat didasarkan atas alasan-alasan teknis dan kemampuan
kelembagaan dalam m e h i partisipmi masycuakat.
Peaumbuhan peduduk dan
berupa perubahan iklim dan tataguna Mum.
ti&
Peru-
mempuqd konsekuensi logis
iklim yang menaikkan suhu
udara dan cumh hujau, secara langsung akan mcmpengaruhi tat. air termasuk debit air
khususnya di DAS, seda&an
perubahan tataguna lahan dari aspek hidrologi,
berpeogaruh langsung terhadap karakteristik
lahsn sehingga mempengaruhi
sistem tata air DAS. Perhitugan neraca air dan debit atjran stmgai, khusump
meqm&ut
aspek kua&tas dan dimensi waktu penyebarannya dapat dilalcukan dengan
beberapa cara Model E v a p o ~ o ~ ) menrpakan
mi
salah satu konsep yang mampu
Illembaikan keiuaran neraca air dan debit aliran berikut hubungsn antara komponen dan
perubahannyapada-*yak
Model evapoklimatonomi dapat mensimuki bedasarkan perubahan yang
terjadi pada komponen-komponen iklim terutama curah hujan dan radiasi serta
terhadap terjadinya perubahan tataguna lahan.
Dengan membandingkan hasid
simulasi antara DAS pada kondisi sekarang dengan kondisi saat terjadi perubahan
iklim dan perubahan tataguna lahan, maka dapat diketahui seberapa be=
pengaruh
terjadinya perubahan komponen lingkungan terhadap komponen-komponen neraca
air khususnya debit aliran sungai.
Whyab DAS di Sulawesi-Selatan rnerupabn daerah yang sangat penting
art-
bagi pembangunan dan kekingsungan hidup rmqmakat di wilayah DAS
tersebut pada khumsnya dan Indonesia pada u m m y a , karena d y a h tersebut
merupakaa daerah yang sangat potensial untuk pertanian , pariwisata dan industri.
Oleh karena itu Pemerintah perlu mexnperiodaskan DAS tersebut yang akan
dikembangkan pengelolaannya secara terpadu.
Dari segi i k . Sulawesi Selatan mempmyai keragaman iklim yang cukup
tbggi menurut waktu dan tempat, khususnya curah hujan. Di Sulawesi Selatan dikenal
adanya dua pola (penyebaran) curah hyan yang berbeda, yaitu pola hean panhi barat
dan pola hujan pantai timur. Adanya permedxdam implikasi yang
--
tunumqa dan
&em
chi pola
curah h@andan tipe iklim akan
berbeda terhadap pengelohan sistem perta&n
neraca air pada kh-
pada
Lebih khusus lagi kedua wilayah
tersebut, dalam ha1 ini DAS akan berbeda d a b penetapan jadwal clan pola tanam untuk
Dalam penelitian ini diajukan hipotesis bahwa:
1 Model GCMs tertentu lebih sesuai digunakan di Indonesia
&%ding
dengan
model GCMS lainnya.
2, Perubahan
&Em
global yang telah
disimulasikan pada keadaan terjadi
penggandaan COz untuk DAS di Sulawesi-Selata. dan sekitarnya dengan pola
penggunsan Iahan tertentu akan besar pengzuuhya terhadap kesehLxmgm air
wilayah, khusumya debit aliran sungai di kawasan DAS tersebut.
1
1
Produksi
I m l d
PERUBAHAN IKLIM DAN TATAGUNAN LAHAN
e
Curah Hujan dan Radiasi
e
Water Supply
Gambar 2. Kerangka pemikiran darnpak perubahan iklim dan tataguna lahan terhadap
pasokan d m kebutuhaa air.
TINJAUAN PUSTAKA
Perubahan Iklim Global
I k b bumi ini ti&
seMu konstan: suhu dan presipitasi kbeda-beda dari
tahun ke tahun dan berfluktuasi dalam jangka waktu yang lebih lama Perubahan
suhu rerata yang berkisar antara 4
vtman
es.
-5
OC menunjukkan permulaan dan kembahya
Bahkan sejak zaman es terakhir, terdapat suatu masa dimana suhu
regiodwilaph lebih tinggi dan jauh lebih rendah dari saat i