Indications of compaction in relation to subsidence on peatlands used for accacia crassicarpa plantation in Indonesia

The  14th International Peat Congress 

Pe atlands in Balance

Stockholm, Sweden
June 3-8, 201 2

International Peat Society  I IfI,TG  ｾｉｔｃ＠

14th International Peat Congress 

.....m." .....""'.."''''

abstract No.  115 

INDICATIONS  OF  COMPACTION  IN 
FOR ACCACIA Ln.f"""

TO 
ON PEATLANDS 
PLANTATION IN INDONESIA 

of Agriculture, Bogor 
Department  Soil Science 
Land Resources, 
Agricultural University; 
Campus,  1 
Bogor,  mo,oneSla, +62­0251 
dannawan_soil@yahoo.com 
Dwi 
Baskoro and 
Nugroho; 
of Soil Science and 
Resources, 
Faculty of Agriculture, Bogor Agricultural University 

Land subsidence will always 
when peatlands are drained. 
subsidence is 
predicting Carbon emission from 
One year subsidence monitoring as well as 

measurement of bulk 
and size 
of the organic materials was 
out at several 
of peatlands in 
used for 
crassicarpa plantation. The subsidence rate during 
the 
was found to be 
since the land 
were 
to alternately 
down. Peat 
above  water table are 
by fine 
that  general 
corresponded 
higher bulk 
but the higher bulk density is 
to be 

straightforwardly interpreted as an indication of compaction, because it depends on the historical 
...U«11I">....  of the peatlands. 

Keywords: Emission,

...""U Tl/1,,,,
1

SubSidence, re(manas

INTRODUCTION 
to agriculture as well as to 
forest in 
"""r,,,n"  of tropical 
become a 
environmental 
with 
to carbon emission to 
atmosphere. 
are 

many publications presenting data of the emission obtained from  mathematical estimates 
use 
subsidence as  a 
parameter. 
that 
involves consolidation, compaction, 
decomposition (Andriesse, 1988) and 
ofland materials, it is of great importance to fully 
rI""r,oh.... rI  how far the subsidence would 
Understanding 
and rate 
subsidence will give 
contribution 
material 
to 
the 
and hence 
understanding 
emission. 
ll.UVU''';..... 

work (Kool  et
Measurement of compaction is not an 
to  correlate 
increasing bulk density (BD), theret,oremeasuring 
of peat layer is 
done for this 
the other 
compaction likely correlates with 
of organic 
material 
of peat, 
the finest the 
the highest  compaction would happen. 

1 

International Peat Congress 

locations  Sumatra Island,  Indonesia. 

location is in 
plantation area directly 
8­10 
from 
peatland 
deep peat. 
location is  Jambi 
also within an 
cracicarpa plantation on a moderate peat depth which area was previously logged. 
third is 
located in 
Sumatra 
on shallow peat depth which area is denuded and has 
subjected to 
burnings and over 
from  the surrounding. 
at three 
one plot 
the 
neighboring pristine peatland forest, at one plot in 

location 
an additional plot 
within a 
and two plots in the third location.  The monitoring 
was run  a year at 1­
interval. At  plots, the 
surface level was measured 
perforated 
tube as poles inserted vertically through the 
and anchored  the  ------J
mUtleral sediment. 
this perforated PVC water table was monitored as 
Measurement ofBD was done at plots of the subsidence monitoring 
first location 
one plot in  second and  third locations.  The BD samples were collected from 
pits using top­down open 
box with 10 em x 10 em x 10 em dimension.  Sampling was  done 
depth­wisely 
to around water table. 
were collected for  ,,,"nr'rt> 

into sizes of  ＵＰｾｬ＠
by 
samples with 0.1  M Sodium pyrophosphate 
followed by sequential wet 
respective 
of sieves. 
"VUI'.Hll:Z. 

AND DISCUSSION 
1 shows that subsidence rates 
plantations on  deep peat over a year 
was unclear. 
plot 
9 years plantation shows a subsidence of about 2 em after a year.  In 
the contrary  plot'ofthe 6 
plantation 
a 
surface level instead of subsidence. 
Rising and 
surface 

alternately happen and is 
for all  the measurement 
..."'.........'15  that 
pristine 
Among 
considered to have 
with 
process, it seems that the 
(peat) 
parameter 
a 
significant correlation. The correlation is even quite 
forest plot. 
possible 
explanation of this correlation is that the increasing and 
soil moisture content to a 
considerable extent made  peat material to swell and 
respectively. 
plantations on the shallower peat 
2 and 3 show 

subsidence rates of the A.
over a year were slightly higher than that of the 
However, between the plots there are 
significant variations. 
lowest extent of subsidence  the deep 
is likely due to a steady 
water table 
is kept 
50­80 em 
the surface.  A sharp fall 
surface is detected 
2 

14th International Peat Congress 

at the plot of new ly started plantation from  a condition of an over drained and burnt peatland. The 
drop happen just follow  significant lowering of t he water table (Fig. 3 a).  This anomaly is hard to 
explain but it may be attributed to a sharp increase in decaying process of wood remnants below 
the surface by termites during the low water table period. 

9 years A.  crass/carp a Plantation on Deep Peat 
300 

250 
1] 

·4 

·6 

ｻﾧｾ＠

 

150  ｧ［ＺＭｾ＠

·8 

·10 
· 12 
· 14 
· 16 
­18  
·20 

'" 
" 

200 

 

ｾＺｴ＠

100   'I!I 

• 

• 

Month

. 

• 

" 

 

'"  

50  
0 

Rainfa ll 
­ ­ Wa te r Table 
­ A. Crass ica rpa  plot 1  ­­­­ ­A. Crassica rpa plo t 2 
. 
­ A.  Crassica rpa p lo t  4 

Soil M oisture
...  A.  Crassi ca rpa  plot  3  
(0)  

6 years A.  erossicorpo Plantation on Deep Peat 

0 

­2  0

:[ 

­4 

g 

e: 

­6 

'C 

­8

Ｎ ｾ＠

.D 

ｾ＠

300 

.. -- - -.-

.. 

­10 

­12 
­1 4 
­16 
­18  
·}O 

",. .,.. ._ ­, 

....... .

.... .

-

•  •  • 

50  

• 

o  

Month  

­ ­ ­Water  Tabl e  
­ ｾ Ｍ A_ c rassicarp a  plot  1 da n  2  (b)  

Rai nfa ll 
­ ­ ­ So il Moisture 
..... .... A. crassica rpa .p lo t  3  

Pristine Forest

.  4 

800 
700 

I,  600 

. 

­'"

soo

ｾ＠

,?E;if 

.............  / 

400  ｅｾｳ＠

/ 

300 

· 14 

200 

· 16 

=­3:"'  
Ｎｾ＠

0: 

100 

­18 
·20 

ｾ＠

_ 

r&1 ...... ｾ

Ｎ＠ ''''',:::.''':!  ..... ｾ . .  ....  Ｌ ｾ ｾＧ＠ ....•,. .....  ｴ ｾＧ＠

o 

Month

Ra infa ll 

.. .... .. ..  W at er Table  

- . - Soil M oisture

- .. - Pri stine Fo res t

Ie)  

Figure 1. One year subsidence monitoring on A. crassicarpa planted  deep  peat and of adjacent pristine forest. 

3 

14th International Peat Congress 

A. Cfassicarpa Plantation on Moderate Peat 

Secondary  Forest 

(ex  logged·over area) 

650 

o \  \ ­ 

0\  }  Z  3......  4  ｾＧＵ＠
\  \  ...... ""

__
ｾＧＲ＠
... 

ｾ＠

·10  I Ｍ

ｾ

ＧＭＢ

..
Ｎ＠

·12  ­

c 
ｾ＠

\ 

·4 

-

_ 

Ｍ ﾷ ｾｗ｡ｴ･ｲ

Rainfall 

ｾＭｅ

350

.\.­ .­ ­. ­.­­­­­­'. . _.｟Ｍ Ｎ ｾＮＭＬ＠

.g  . 

ＡＮ［Ｚｾ＠

E  u 

ｾ＠

f 

::: 1ｾ＠
.... ｾ＠

10 

t! 

50 

·50 
·50 

·12 

Month

Month 

... . ....  Pipe  A 

450 
..................1.'

­6 
ｾ＠

ｾ＠

9  10  11  12  13 

r",,},

v 

.()'   

':;:' 

c) 

...­,  ｜ｾｬ＠ｾ＠
':0 

Depth  (em)  

C' 

c) 

':0

.:,

0;:' 

" 

0 , 
0:,

(e) 

Figure 4.  Bulk density and particle size fraction of A. crassicarpa planted deep peat and of adjacent pristine forest. 

5 

14th International  Peat Congress 

­ I ­­­­­­­;:z;;ssicarpa Plantation on Shallow Peat 
(ex over drained and burnt area) 

A,Crassicarpa Plantation on Moderate Peat 
(ex logged­over area) 

I 

·  0.14 

c::=J ＼ＱＰＶｾ＠

0.12 

­e-

, , 

·  010 

0.06'" _ 

·  0.04 
O.Ol

L

ＵＰＮｬｾ＠

ｾ＠
ＵＨＱｬｾ＠
I 

0.00 

r  

ｾ

80% 
70W  1
ｾ＠ 60%· 
_   50%  J 

lOOO.1000p 

｟＾

J 

9Q'!"

c::=J 1000.1061'

·  0.08"§ 
j' 

100% 

40% 
30%
lO%
10% 

,

1 

0.l5

c::=J ＼ＱＰｾＬ＠

O.lO

｣Ｚ］ｊｬＰﾷｾ＠

0.151 

lOOO­1000I' 

0.10" ­

5000·l000!,

0.05 

>50001' 

..... 
_ 

Figure 5.  Bulk density and particle size fraction of A. crassicarpa planted moderate and shallow peat. 

Fig. 4 shows that BD values of the upper parts of the pristine forest plot are about 0.16­0.20 g cnf 
crassicarpa, The reason is unclear but strongly 
indicates that interpretation ofBD values of peatlands with respect to compaction cannot be 
straightforward but need to check for historical disturbance or change to the lands,  The use of 
mathematical fonnulation such as  shown in Hooijer et at. (2011) to calculate compaction using 
difference ofBD values between the upper and the lower parts would, therefore, be uncertain, 
3  that is higher than that of the plots of the A,

CONCLUSION 
The subsidence rate during the year was found to be uncertain since the land surfaces was found 
to alternately rise and down, 
Peat materials above the water table are dominated by fine fractions that in general corresponded 
with higher bulk density but the higher bulk density is difficult to be straightforwardly interpreted 
as an indication of compaction, because it depend on the historical change of the peatlands. 

ACLNOWLEDGEMENTS 
We thank PT.  Bukit Batu Hutani  Alam,  PT.  Sekato Pratama Makmur ,  PT.  Wirakarya Sakti, PT. 
Sebangun  BUlni  Andalas,  Sinar  Mas  Forestry  Management  and  APP  Indonesia  for  giving 
pennission  to  conduct  this  research  on  their  plantation  forest  concession  areas  and  financial 
support.. 

6 

14th International Peat Congress 

REFERENCES 
Andriesse, J.P.  1988.  Nature
248pp. 

soils. FA peat soils. F AO JJW.l,",Yl1, 

Hooijer,  A.,  Page, S., Jauhiainen, J., 
A.  and Anshari, G.  2011. 
1J"'IW.a.LlU;)  reducing uncertainty and implication 
Subsidence and Carbon loss 
for 
emission reduction ODt:IOlllS.  Jj'V;':;"'V"''-''