Analysis of land cover changes, genetic structure, and carbon biomass stock of pinus Merkusii Jungh Et De Vriese Strain Tapanuli In Its Natural Distribution In North Sumatra

ABSTRACT
ALFAN GUNAWAN AHMAD. Analysis of land cover changes, genetic structure,
and carbon biomass stock of Pinus merkusii Jungh et de Vriese strain Tapanuli in Its
Natural Distribution in North Sumatra. Under supervision of ULFAH JUNIARTI
SIREGAR, HADI SUSILO ARIFIN, and CHAIRIL ANWAR SIREGAR.
Pinus merkusii strain Tapanuli is currently considered as endangered because of
declining population and habitat due to logging activity and land use changes. With
recent development on carbon trade the natural populations of P. merkusii strain
Tapanuli has the potential as carbon sink. The objective of the research were 1) To
analyze the landcover changes in five locations of strain Tapanuli natural habitat, which
occured in 1994, 2005, and 2011, 2) To analyze the genetic structure of those five
natural populations using microsatellite markers 3) To formulate the allometric equation
for carbon biomass estimation of strain Tapanuli. Five study locations in strain Tapanuli
natural habitat were selected as follows: a) two protected forests, i.e. Dolok Tusam
Timur and Dolok Tusam Barat, b) two open and cultivated area, i.e. Parinsoran and
Lobugala village, and c). Mixed forests in Tolang hilly village. Analysis of land cover
changes was based on Landsat imagery 7 ETM+ in 1994, 2005, and 2011.
Microsatellite markers were generated from microsatellite primers developed previously
on P. merkusii strain Aceh. Formulation of allometric equations was done using
destructive sampling method combined with volumetric method. The results showed
that 1) Land cover changes that occur in Tapanuli terrestrial ecosystem from 1994 to
2011 has led to increased extent of weeds-shrub land, and cause the site of natural
populations of Tapanuli strain of P. merkusii into nutrient poor. The cumulative soil
carbon stock in the five research sites are as follows: Dolok Tusam Timur 55,5 ton
C/ha, Parinsoran 46,1 ton C/ha, Dolok Tusam Barat 65,8 ton C/ha, Lobugala 89 ton
C/ha, dan Tolang 71,1 ton C/ha. 2) Heterozygosity levels of those populations were
high, and Population of Parinsoran and Tolang into one group, Population of Lobugala
into one grup. 3). The best allometric equation for estimation of biomass carbon content
of P. merkusii strain Tapanuli as follows: allometric equation for above ground biomass
is Y = 0,1900(DBH)2,2730; for below ground biomass is Y = 0,0283(DBH)2,4393 and
allometric equation for total biomass estimation of P. merkusii strain Tapanuli is Y=
0,2451(DBH)2,2757, 3). Based on this equation the potential carbon estimated in five
location of natural distribution of P. merkusii strain Tapanuli are as follows: Dolok
Tusam Timur 187,8 ton C/ha, Parinsoran 48,9 ton C/ha, Dolok Tusam Barat 190,4 ton
C/ha, Lobugala 93,2 ton C/ha, and Tolang 45,7 ton C/ha.
Keyword: Tapanuli strain of Pinus merkusii, land cover changes, genetic structure, carbon
biomassa, Diameter at Breast Height (DBH)

RINGKASAN
ALFAN GUNAWAN AHMAD. Analisis Perubahan Tutupan Lahan,
Struktur Genetik dan Kandungan Biomassa Karbon Pinus merkusii Jungh.
et de Vriese strain Tapanuli pada Sebaran Alaminya di Sumatera Utara.
Dibawah bimbingan: ULFAH JUNIARTI SIREGAR, HADI SUSILO
ARIFIN, dan CHAIRIL ANWAR SIREGAR.
Pinus merkusii Jungh. et de Vriese adalah satu-satunya jenis pinus tropis
di dunia yang penyebarannya mampu memasuki lintang selatan garis khatulistiwa.
Di Indonesia, P. merkusii tersebar secara alami di tiga lokasi di Sumatera bagian
Utara, yakni Aceh, Tapanuli, dan Kerinci. Pinus merkusii strain Tapanuli
merupakan salah satu populasi alam tusam yang keberadaannya terus
mendapatkan tekanan atau gangguan sehingga kelestariannya pun menjadi
terancam. Karenanya, kegiatan pelestarian jenis P. merkusii strain Tapanuli pada
ekosistem daratan Tapanuli merupakan kegiatan penting yang perlu diprioritaskan
dan didukung oleh banyak pihak. Namun pada kenyataannya kegiatan pelestarian
jenis P. merkusii strain Tapanuli sering terkendala dengan minimnya data dan
informasi penting yang dapat digunakan sebagai acuan untuk menyusun rencana
dan program. Sedikitnya ada 3 aspek penting yang perlu digali informasinya
secara akurat dan aktual yakni aspek silvikultur, aspek genetik dan aspek
biomassa karbon.

Atas dasar inilah maka dilaksanakanlah penelitian dengan

judul: ”Analisis Perubahan Tutupan Lahan, Struktur Genetik dan
Kandungan Biomassa Karbon Pinus merkusii strain Tapanuli Jungh et de
Vriese pada Sebaran Alaminya di Sumatera Utara”.
Ada 3 tujuan dalam penelitian ini, yaitu: 1). Menganalisis karakteristik
tutupan lahan, sifat kimia tanah, dan struktur tegakan alam P. merkusii strain
Tapanuli pada sebaran alaminya di Tapanuli – Sumatera Utara. 2). Menganalisis
struktur populasi dan keragaman genetik tegakan alam P. merkusii strain Tapanuli
pada sebaran alaminya di Tapanuli – Sumatera Utara dengan menggunakan
penanda molekuler mikrosatelit. 3). Menganalisis kandungan biomassa karbon
tegakan alam P. merkusii strain Tapanuli pada sebaran alaminya di Tapanuli –
Sumatera Utara dengan menggunakan persamaan allometrik yang disusun
berdasarkan metode destructive sampling.

Analisis tutupan lahan dilakukan untuk mengetahui perubahan tutupan
lahan, penggunaan lahan dan kondisi tapak tumbuh populasi alam P. merkusii
strain Tapanuli yang tersebar di ekosistem daratan Tapanuli. Analisis perubahan
tutupan dilakukan melalui analisis citra Landsat 7 ETM+ (seri 7 Enhanced
Thematic Mapper Plus) tahun 1994, 2005, dan 2011. Adapun analisis kondisi
tapak tumbuh dilakukan berdasarkan hasil analisis sifat kimia tanah.
Analisis genetik lima populasi alam P. merkusii strain Tapanuli yang
tersebar di Tapanuli dilakukan dengan menggunakan penanda molekuler
mikrosatellite. Sampel daun untuk analisis genetik diambil dari pohon Pinus
merkusii yang tumbuh di 5 lokasi sebaran alam yang berbeda, yakni Kawasan
Hutan Lindung Dolok Tusam Barat, areal perladangan di desa Parinsoran, Hutan
Lindung Dolok Tusam Timur, areal perladangan di kampung Lobugala, dan areal
perbukitan hutan campuran di desa Tolang – Kec. Aek Bilah – Kab. Tapanuli
Selatan.
Penyusunan persamaan allometrik dilakukan dengan modifikasi metode
destructive sampling pada 36 pohon sampel dan metode volumetrik pada 8 pohon
sampel. Sebaran kelas diameter pohon sampel ini ditentukan dengan mengacu
pada sebaran kelas diameter tegakan alam P. merkusii strain Tapanuli yang
tumbuh di dalam kawasan hutan lindung Dolok Tusam – Tapanuli. Metode
destructive sampling mengacu pada metode yang dikembangkan oleh JIFPRO
(2000), Siregar (2007) dan Siregar (2011).
Berdasarkan hasil pengolahan dan analisis data maka ada 3 simpulan yang
dihasilkan dari penelitian ini:
a. Berdasarkan hasil analisis perubahan tutupan lahan dapat diketahui kondisi
tutupan hutan di lima lokasi penelitian relatif stabil. Bahkan di lokasi
Lobugala, tutupan hutannya meningkat. Selanjutnya berdasarkan analisis sifat
kimia tanah dapat diketahui kandungan karbon tanah di lima lokasi penelitian
berkisar antara 46,1- 89 ton C/ha. Kandungan karbon tanah tertinggi ditemukan
di Lobugala, sedangkan yang terendah di Parinsoran. Adapun berdasarkan
analisis struktur tegakan dapat diketahui bahwa kelima lokasi penelitian
mengalami defisit permudaan alam P. merkusii strain Tapanuli.

b. Berdasarkan hasil analisis genetik dapat diketahui nilai heterosigositas harapan
(He) pada lima populasi alam P. merkusii strain Tapanuli berkisar antara
0,3779 hingga 0,4693. Nilai He tertinggi dimiliki oleh populasi alam P.
merkusii strain Tapanuli yang tumbuh di Lobugala, sedangkan yang terendah
dimiliki oleh populasi alam Dolok Tusam Barat. Namun demikian, berdasarkan
nilai heterosigositas aktualnya, hanya populasi alam P. merkusii strain
Tapanuli yang tumbuh di Dolok Tusam Barat yang mengalami surplus
heterosigositas. Selanjutnya berdasarkan kedekatan jarak genetiknya, kelima
populasi alam P. merkusii strain Tapanuli mengelompok menjadi dua
kelompok besar. Kelompok pertama terdiri atas populasi Dolok Tusam Timur
dan Dolok Tusam Barat. Adapun kelompok kedua terdiri atas dua sub
kelompok. Sub kelompok pertama terdiri atas populasi Parinsoran dan Tolang,
sedangkan sub kelompok kedua hanya terdiri populasi Lobugala.
c. Persamaan allometrik terbaik untuk pendugaan biomasa karbon P. merkusii
strain Tapanuli menggunakan peubah bebas diameter setinggi dada (DBH)
dengan model persamaan sebagai berikut: untuk pendugaan biomassa di bagian
atas tanah adalah Y = 0,1900(DBH)2,2730
RMSE=0,177670;
2,4393

0,0283(DBH)

untuk
,

pendugaan

R² = 0,97980, R2adj=0,979317,
biomassa

akar

adalah

Y

=

2

R² = 0,90240, R adj=0,900094 RMSE=0,436644; dan

untuk pendugaan biomassa total adalah Y= 0,2451(DBH)2,2757 R² = 0,97840
R2adj= 0,977900 RMSE=0,183996. Stok karbon P. merkusii strain Tapanuli
di 5 lokasi penelitian sbb: Dolok Tusam Timur 187,8 ton C/ha, Parinsoran 48,9
ton C/ha, Dolok Tusam Barat 190,4 ton C/ha, Lobugala 93,2 ton C/ha, dan
Tolang 45,7 ton C/ha.
Kata kunci:

Pinus merkusii strain Tapanuli, tutupan lahan, keragaman genetik,
biomassa karbon, Diameter at breast height (DBH)

1

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Hutan menyerap dan menyimpan karbon lebih banyak dibanding ekosistem
daratan lain dan memiliki peran penting didalam pencegahan (mitigasi) perubahan
iklim. Namun ketika hutan ditebang habis atau terdegradasi maka karbon yang
tersimpan tersebut akan terlepas ke atmosfer sebagai gas karbondioksida atau gas
rumah kaca yang lain. Diperkirakan setiap tahun sebanyak 1-2 Milyar ton karbon
dilepaskan ke atmosfer akibat deforestasi di kawasan tropis selama 20 tahun
terakhir. Hal ini menjadikan deforestasi dan degradasi hutan sebagai sumber
emisi terbesar gas rumah kaca pada sebagian besar negara tropis. Sebagai contoh,
deforestasi di Afrika telah mendekati 70% total emisi gas rumah kaca dari semua
sektor (ITTO 2011).
Selain itu, deforestasi juga menyebabkan terjadinya perubahan kondisi
ekosistem daratan pada skala bentang alam (lanskap) (Fitzsimmons 2001; Lira et
al. 2012), dinamika nutrisi tanah hutan (Ellingson et al. 2000), struktur tegakan
(Echeverria et al. 2012), kepadatan karbon (Fitzsimmons et al. 2001), hingga
struktur genetik suatu jenis (Kangas 1990; Sebbenn et al. 2008).

Hal ini

menempatkan deforestasi sebagai bentuk gangguan yang paling mengancam
kelestarian hutan dan kelangsungan hidup manusia di muka bumi ini (Myers
1996; WCFSD 1999).
Pengurangan luas hutan akibat deforestasi dan bencana alam di muka bumi
selama kurun waktu 1990-2000 adalah 14.2 juta ha/tahun, dan 15.2 juta ha/tahun
untuk periode 2000 hingga 2005. Adapun laju afforestasi dan perluasan hutan
alam selama periode 1990 hingga 2000 adalah 10,1 juta ha/tahun dan 8,8 juta
ha/tahun untuk periode 2000-2005. Dengan demikan total bersih tutupan hutan
yang hilang di muka bumi selama 15 tahun (1990-2005) adalah sebesar 72.9 juta
hektar dengan rata-rata laju kehilangan hutan 4,9 juta ha/tahun (FAO 2010).
Selanjutnya berdasarkan hasil survey Forest Watch Indonesia (2011), dapat
diketahui bahwa dalam periode 2000-2009, hutan Indonesia mengalami
deforestasi sebanyak 15.16 juta hektar. Pulau Sumatera menjadi penyumbang
kedua deforestasi setelah Kalimantan, yakni sebesar 3.71 juta hektar. Laju

2

deforestasi nasional pada kurun waktu tersebut adalah 1.51 juta ha/tahun. Adapun
laju deforestasi untuk pulau Sumatera sebesar 412 ribu ha/tahun. Laju deforestasi
untuk Sumatera Utara antara tahun 2006-2009 adalah 44099.6 ha/tahun
(Kemenhut 2010).
Upaya pelestarian sisa sumberdaya hutan pun harus dapat dilakukan secara
terencana, menyeluruh, dan terpadu sehingga mampu memenuhi berbagai
kebutuhan hajat hidup manusia yang bersumber dari hutan. Upaya pelestarian sisa
sumberdaya hutan selain dilakukan untuk mempertahankan keberadaan tegakan
pohon, juga untuk mempertahankan fungsi sumberdaya hutan secara optimal dan
berkesinambungan. Perhatian terhadap kelestarian keberadaan dan fungsi
sumberdaya hutan inilah yang mendorong banyak pihak memberikan peluang
metode dan pendanaan untuk kegiatan pelestarian tersebut. Skema Reducing
Emission from Deforestation and Forest Degradation + (REDD+) merupakan
salah satu peluang yang ditawarkan oleh negara maju untuk kegiatan pelestarian
sumberdaya hutan yang merupakan upaya mitigasi untuk mengurangi pemanasan
global dan perubahan iklim global melalui pengurangan emisi gas rumah kaca
dari deforestasi dan degradasi hutan.
Skema REDD+ ini merupakan salah satu hasil dari pertemuan para pihak
(Conference of the Parties atau COP) ke 16 yang diselenggarakan oleh United
Nation Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) di Cancun,
Mexico pada tahun 2010. Skema REDD+ memberikan peluang bagi negaranegara pemilik hutan tropis untuk mendapatkan insentif pendanaan sebagai
bentuk kompensasi atas upayanya melakukan mitigasi perubahan iklim melalui
pencegahan deforestasi dan degradasi hutan serta peningkatan serapan biomassa
karbon melalui kegiatan konservasi (the role of conservation), pengelolaan hutan
secara lestari (sustainable management of forest), dan peningkatan stok karbon di
hutan negara berkembang (enhancement of forest carbon stocks in developing
countries) (FCCC 2011). Melalui skema REDD+ diharapkan stok karbon yang
terkandung di dalam hutan tropis dunia dapat tetap terjaga dengan baik sehingga
emisi karbon akibat adanya deforestasi dapat berkurang.
Bagi Indonesia, kesepakatan internasional para pihak tentang REDD+
tersebut harus dapat dipahami dan dioptimalkan dengan tepat. Pemerintah

3

Indonesia tidak boleh melihat skema REDD+ secara pragmatis saja yakni sebagai
skema untuk mendapatkan kompensasi pendanaan dari negara maju atas
partisipasi negara didalam kegiatan yang tercakup dalam REDD+. Lebih dari itu,
secara substansional, pemerintah harus dapat melihat skema REDD+ sebagai
salah satu bentuk metode keilmuan untuk pelestarian sisa sumberdaya hutan yang
masih ada di negeri ini sehingga sumberdaya hutan tersebut mampu menjalankan
fungsinya secara optimal dan berkesinambungan. Dengan demikian keterlibatan
Indonesia di dalam melestarikan sisa sumberdaya hutan melalui pengurangan
deforestasi dan degradasi hutan adalah keterlibatan secara aktif, profesional, dan
bermartabat. Melalui mekanisme REDD+ tersebut, diharapkan sisa sumberdaya
hutan yang masih ada di muka bumi mampu menjalankan fungsi konservasi
secara menyeluruh, baik sebagai areal konservasi keanekaragaman hayati maupun
sebagai areal konservasi biomassa karbon.
Salah satu sisa sumberdaya hutan yang memiliki potensi sebagai kawasan
konservasi keanekaragaman hayati dan konservasi biomassa karbon adalah
kawasan hutan lindung Dolok Tusam Timur dan Dolok Tusam Barat di Tapanuli
Utara - Provinsi Sumatera Utara. Keberadaan P. merkusii strain Tapanuli yang
merupakan jenis pohon daun jarum asli Tapanuli, menjadikan kawasan hutan
lindung Dolok Tusam Timur dan Dolok Tusam Barat sebagai kawasan yang
bernilai konservasi tinggi. Adapun kondisi tegakan alam P. merkusii strain
Tapanuli yang berdimensi besar (diameter mencapai > 120 cm, dan tinggi
mencapai 40 m), menjadikan kawasan hutan lindung Dolok Tusam Timur dan
Dolok Tusam Barat sebagai kawasan hutan yang memiliki potensi tinggi sebagai
kawasan konservasi biomassa karbon. Masyarakat mengenal P. merkusii strain
Tapanuli dengan sebutan Tusam Tapanuli dan menamai kawasan hutan lindung
tersebut dengan sebutan Dolok Tusam (Dolok dalam bahasa Batak artinya
gunung, Tusam = Pinus).
Ketersediaan data yang aktual dan akurat merupakan salah satu faktor
penting agar upaya pelestarian P. merkusii strain Tapanuli dapat dilaksanakan
secara optimal. Seiring dengan munculnya peluang mitigasi pemanasan global dan
perubahan iklim global melalui pelestarian sumberdaya hutan maka data yang
perlu disediakan tersebut sedikitnya meliputi tiga aspek yakni silvikultur, genetik,

4

dan biomassa karbon. Ketiga aspek inilah yang di dalam disertasi ini akan diulas
lebih mendalam.
Aspek silvikultur meliputi tutupan lahan, sifat kimia tanah, dan struktur
tegakan. Aspek genetik mencakup struktur populasi dan keragaman genetik.
Adapun aspek biomassa karbon menganalisis kandungan biomassa karbon
berdasarkan persamaan allometrik yang dibentuk melalui metode destructive
sampling. Melalui pembahasan ketiga aspek ini maka karakteristik tegakan alam
P. merkusii strain Tapanuli yang tumbuh pada sebaran alaminya di Tapanuli –
Sumatera Utara dapat tergambarkan dengan jelas, aktual, dan akurat.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah:
1.

Menganalisis karakteristik tutupan lahan, sifat kimia tanah, dan struktur
tegakan alam P. merkusii strain Tapanuli pada sebaran alaminya di Tapanuli
– Sumatera Utara.

2.

Menganalisis struktur populasi dan keragaman genetik tegakan alam P.
merkusii strain Tapanuli pada sebaran alaminya di Tapanuli – Sumatera Utara
dengan menggunakan penanda molekuler mikrosatelit.

3.

Menganalisis kandungan biomassa karbon tegakan alam P. merkusii strain
Tapanuli pada sebaran alaminya di Tapanuli – Sumatera Utara dengan
menggunakan persamaan allometrik yang disusun berdasarkan metode
destructive sampling.

Untuk mencapai ketiga tujuan di atas maka ada 3 sub-topik penelitian yang
dilakukan sebagai berikut:
1.

Analisis perubahan tutupan lahan, sifat kimiawi tanah, dan struktur tegakan
alam

P. merkusii strain Tapanuli pada sebaran alaminya di Tapanuli –

Sumatera Utara.
2.

Analisis struktur populasi dan keragaman genetik tegakan alam P. merkusii
strain Tapanuli pada sebaran alaminya di Tapanuli – Sumatera Utara dengan
menggunakan penanda molekuler mikrosatelit.

3.

Analisis kandungan biomassa karbon tegakan alam P. merkusii strain
Tapanuli pada sebaran alaminya di Tapanuli – Sumatera Utara dengan

5

menggunakan persamaan allometrik yang disusun berdasarkan metode
destructive sampling.
Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah:
1. Memberikan data-data dasar (database) tentang struktur tegakan P. merkusii
strain Tapanuli disertai kondisi biofisik dan kimiawi tanah, perubahan tutupan
lahan serta proses regenerasi alamiah merupakan informasi penting yang
diperlukan untuk perencanaan dan pelaksanaan pelestarian P. merkusii strain
Tapanuli.
2. Status keragaman genetik dan struktur populasi alam P. merkusii strain
Tapanuli merupakan informasi penting yang diperlukan untuk kegiatan
pemuliaan dan pelestarian P. merkusii strain Tapanuli.
3. Hasil pendugaan kandungan karbon serta persamaan allometrik yang dapat
digunakan sebagai salah satu metode praktis untuk pendugaan kandungan
biomassa karbon P. merkusii strain Tapanuli dalam dalam rangka persiapan
pelaksanaan program Reduction Emission from Deforestation and Forest
Degradation in Indonesia (REDDI) di kawasan hutan lindung dan konservasi.

Perumusan masalah
Merujuk pada hasil-hasil penelitian terdahulu, dapat diketahui bahwa
populasi alam P. merkusii strain Tapanuli merupakan salah satu strain P. merkusii
yang saat ini sedang terancam kelestariannya. Rendahnya nilai Heterosigositas
harapan (He = 0,206) pada populasi alam P. merkusii strain Tapanuli secara tidak
langsung menunjukkan adanya gangguan terhadap populasi alam P. merkusii
strain Tapanuli sehingga penyebaran dan luas daerah sebarannya semakin
menyempit.

Hal ini menjadikan populasi alam P. merkusii strain Tapanuli

tersebut diisi oleh individu-individu pohon yang secara genetik seragam
(Munawar 2002; Siregar & Hattemer 1999).
Selain dari indikator genetik, peringatan bahwa populasi alam P. merkusii
strain Tapanuli saat ini sedang terancam kelestariannya juga muncul dari The
International Union for Conservation of Nature and Natural Resources (IUCN)
yang memasukkan Pinus merkusii Junghn et de Vriese ke dalam kategori

6

Vulnerable dengan kode B1+2cde ver 2.3 dalam Red List of Threatened Species
tahun 2012. Menurut IUCN (2012), kategori ini menunjukkan bahwa perkiraan
luas areal yang ditumbuhi oleh P. merkusii saat ini tidak lebih dari 2000 Km2 atau
jangkauan areal ditemukannya P. merkusii diperkirakan tidak lebih dari 20.000
Km2. Kondisi ini terjadi antara lain karena: 1). Kondisi habitat yang
terfragmentasi, 2). Terjadinya penurunan kualitas tegakan secara terus menerus,
yang antara lain disebabkan oleh menurunnya kualitas tempat tumbuh,
menurunnya jumlah lokasi atau sub populasi, dan menurunnya jumlah pohon
induk. Sehubungan dengan hal ini, maka upaya pelestarian populasi alam P.
merkusii strain Tapanuli merupakan agenda mendesak yang perlu dilakukan dan
didukung banyak pihak.
Dalam upaya pelestarian populasi alam P. merkusii strain Tapanuli tersebut
maka ada tiga hal menarik yang sekaligus menjadi pertanyaan dalam rumusan
masalah penelitian ini, yakni:
a.

Ekosistem daratan Tapanuli hingga sekarang terus mengalami perubahan
bentuk bentang alam akibat adanya perubahan tutupan lahan sebagai dampak
dari perubahan penggunaan lahan yang dilakukan oleh manusia. Selain
menyebabkan perubahan tutupan hutan, perubahan tutupan lahan yang terjadi
pada ekosistem daratan Tapanuli juga akan mempengaruhi sifat kimia tanah
dan struktur tegakan populasi alam P. merkusii strain Tapanuli. Atas dasar
inilah maka perlu diketahui bagaimanakah karakter tutupan lahan, sifat kimia
tanah, dan struktur tegakan alam P. merkusii strain tapanuli pada sebaran
alaminya di Tapanuli – Sumatera Utara.

b.

Saat ini ada tiga model penyebaran populasi alam P. merkusii strain Tapanuli
yang dapat dijumpai di lapangan. Pertama, populasi alam P. merkusii strain
Tapanuli yang tumbuh dan menyebar di dalam kawasan hutan lindung Dolok
Tusam dengan kondisi tutupan lahan berupa hutan. Kedua, populasi alam P.
merkusii strain Tapanuli yang tumbuh dan menyebar di areal perladangan
dengan kondisi tutupan lahan terbuka. Ketiga, populasi alam P. merkusii
strain Tapanuli yang tumbuh bersamaan dengan jenis pohon daun lebar
dengan kondisi tutupan lahan tertutup. Bagaimanakah keragaman genetik dan

7

pola kekerabatan genetik diantara lima populasi alam P. merkusii strain
Tapanuli yang tersebar di ekosistem daratan Tapanuli ?
c.

Populasi alam P. merkusii strain Tapanuli yang tumbuh di dalam hutan
lindung Dolok Tusam Timur dan Dolok Tusam Barat terdiri atas tegakan
alam dengan diameter besar sehingga kawasan hutan lindung tersebut
memiliki potensi besar sebagai penyimpan biomassa karbon. Bagaimanakah
model persamaan allometrik yang dapat digunakan untuk menduga
kandungan biomassa karbon pada tegakan alam P. merkusii strain Tapanuli?
Dan berapakah simpanan biomassa karbon pada lima lokasi yang menjadi
sebaran alam P. merkusii strain Tapanuli di Tapanuli – Sumatera Utara?
Hipotesis
Ada 3 hipotesis yang akan dijawab melalui penelitian ini, yakni:

1.

Perubahan tutupan lahan pada ekosistem daratan Tapanuli akan menyebabkan
terjadinya keragaman sifat kimia tanah dan struktur tegakan alam P. merkusii
strain Tapanuli pada sebaran alaminya di Tapanuli – Sumatera Utara.

2.

Populasi alam P. merkusii strain Tapanuli yang tumbuh pada tapak tumbuh
dengan kondisi tutupan lahan yang sama akan memiliki struktur genetik yang
sama sehingga berada pada kelompok (cluster) yang sama.

3.

Populasi alam P. merkusii strain Tapanuli yang secara genetik berada dalam
satu kelompok yang sama akan memiliki kandungan biomassa karbon yang
relatif sama juga.
Nilai Kebaruan
Ada 3 nilai kebaruan dalam penelitian ini, yaitu:

1.

Mendapatkan faktor-faktor yang mempengaruhi sifat kimia tanah dan
karakter struktur tegakan P. merkusii strain Tapanuli pada sebaran alaminya
di Tapanuli – Sumatera Utara

2.

Diketahuinya nilai keragaman genetik dan pola pengelompokan diantara
lima populasi alam P. merkusii strain Tapanuli yang tersebar di ekosistem
daratan Tapanuli – Sumatera Utara

8

3.

Terbentuknya model persamaan allometrik yang akurat dan praktis untuk
pendugaan stok biomassa karbon pada populasi alami P. merkusii strain
Tapanuli yang tersebar di Tapanuli – Sumatera Utara.

Kerangka Pemikiran
Sustainable Forest Management
Reducing Emission from Deforestation and Forest Degradation +

Perubahan Tutupan Lahan ekosistem daratan yang menjadi sebaran
alam Pinus merkusii strain Tapanuli di Tapanuli - Sumut

Aspek
Silvikultur
 Tutupan hutan
 Sifat kimia tanah
 Struktur tegakan

Aspek
Genetik

Aspek Biomassa
Karbon

 Struktur populasi
 Analisis keragaman genetik
dengan menggunakan
penanda molekuler
mikrosatellite
 Analisis cluster

 Analisis model persamaan
allometrik yang disusun
dengan metode destructive
sampling
 Cadangan biomassa karbon
pada populasi alami P.
merkusii strain Tapanuli

Database untuk konservasi
P. merkusii strain Tapanuli

Gambar 1

Kerangka penelitian “Analisis Perubahan Tutupan Lahan, Struktur Genetik
dan Kandungan Biomassa Karbon Pinus merkusii Jungh et de Vriese strain
Tapanuli pada Sebaran Alaminya di Sumatera Utara”.

9

TINJAUAN PUSTAKA

Perkembangan Pengelolaan Hutan Lestari
Permasalahan yang muncul di sekitar pengelolaan sumberdaya alam,
termasuk di dalamnya sumberdaya hutan, akan senantiasa bergulir dan terus
berkembang dari waktu ke waktu. Macam dan kualitas permasalahan ini akan
semakin meningkat sejalan dengan perkembangan kebutuhan dan tuntutan
manusia terhadap manfaat sumberdaya hutan sebagai akibat dari terus
meningkatnya jumlah penduduk, kualitas hidup manusia serta kemajuan ilmu
pengetahuan dan teknologi yang sangat pesat (Suhendang et al. 1996). Ketika
manusia di muka bumi ini menjadikan kayu sebagai kebutuhan utama yang dapat
terpenuhi dari hutan maka ketika itu pulalah kayu menjadi fokus utama tentang
kelestarian pengelolaan sumberdaya hutan. Namun pada saat manusia di muka
bumi ini sudah bisa merasakan bahwa oksigen, air, dan jasa lingkungan yang
membuat hidup mereka nyaman tersebut harus dipenuhi dari hutan maka pada
saat itu pula fokus kelestarian pengelolaan sumberdaya hutan pun berkembang.
Selain mendapat tuntutan untuk memenuhi kebutuhan kayu, sumberdaya hutan
juga dituntut untuk dapat memenuhi kebutuhan non kayu untuk kenyamanan
kehidupan manusia.
Pergeseran paradigma tentang pengelolaan hutan lestari tersebut juga
dirasakan oleh International Tropical Timber Organization (ITTO) melalui
beberapa kali revisinya tentang konsep Sustainable Forest Management (SFM).
Pada awalnya di tahun 1990, ITTO mencanangkan konsep SFM yang berbasiskan
kelestarian hasil kayu (Sustained yield and single-use management for timber).
Namun dalam perkembangannya, ITTO menyempurnakan konsep SFM dengan
memasukkan beberapa aspek selain kayu, antara lain: petunjuk dan pembentukan
manajemen hutan tanaman tropis (ITTO, 1993), petunjuk tentang konservasi
keanekaragaman hayati (ITTO 1993), petunjuk tentang pengelolaan api di hutan
tropika (ITTO 1997), petunjuk untuk restorasi, pengelolaan, dan rehabilitasi untuk
hutan tropika sekunder dan terdegradasi (ITTO 2002), petunjuk untuk konservasi
dan keberlanjutan pemakaian keanekaragaman hayati di hutan produksi kayu
tropis (ITTO 2009). Melalui serangkaian revisi tersebut pada tahun 2011, ITTO

10

mendefinisikan SFM secara umum sebagai suatu cara menggunakan sistem
biologis yang tidak merugikan kapasitas mereka untuk memenuhi kebutuhan
generasi mendatang. Keberlanjutan telah menjadi prioritas politik secara global,
dan untuk hutan, pengelolaan hutan lestari telah berkembang menjadi alat penting.

Sekilas Tentang REDD+
Sejak diputuskan pertama kali sebagai hasil resmi dari Converence of
Parties (COP) ke 13 di Bali, istilah Reduction Emission from Deforestation and
Forest Degradation (REDD) kini semakin sering didiskusikan oleh berbagai
pihak dari beragam latar belakang pengetahuan. Hasil kesepakatan internasional
itu pun kini juga menjadi pembicaraan tingkat nasional dan lokal. Bahkan
cakupan pembahasannya bertambah sehingga istilah REDD kini berubah menjadi
Reducing emissions from deforestation and forest degradation, and enhancing
forest carbon stocks in developing countries (REDD+) (Angelsen 2009).
Hasil rumusan para pihak di Bali mengatakan bahwa baik deforestasi
maupun degradasi hutan merupakan sumber utama emisi dan bahwa dalam
beberapa kasus degradasi hutan (misalnya tanah lahan gambut) dapat
menimbulkan tingkat emisi yang tinggi. Disepakati bahwa diskusi dan kegiatan
metodologi dalam Konvensi dengan demikian harus menangani kedua sumber itu
bersama-sama, meskipun para pihak terus menyatakan besarnya kesulitan untuk
mendefinisikan ‘degradasi’ hutan.’ Isu-isu ilmu pengetahuan dan hukum dengan
definisi yang tepat dan dapat dipercaya mengenai hutan dan degradasi hutan juga
merupakan hal yang sangat penting bagi masyarakat adat dan organisasi
organisasi sosial. Secara khusus, definisi degradasi hutan dapat memberikan
implikasi besar mengenai bagaimana kebijakan REDD berdampak pada hak dan
kesejahteraan masyarakat adat dan komunitas lokal, dan bagaimana pemanfaatan
hutan tradisional ditangani sesuai dengan sistem pemantauan dan verifikasi
REDD nasional.
Perluasan cakupan REDD menjadi REDD+ diputuskan dalam pertemuan
SBSTA bulan Juni tahun 2009 di Bonn – Jerman. Keputusan tersebut ditetapkan
dalam UNFCCC Decision 2/CP.13-11 yang antara lain berbunyi: .. policy
approaches and positive incentives on issues relating to reducing emissions from

11

deforestation and forest degradation in developing countries; and the role of
conservation, sustainable management of forests and enhancement of forest
carbon stocks in developing countries. Sejak keputusan ini maka REDD+ menjadi
istilah payung untuk aksi lokal, nasional maupun global dalam rangka penurunan
emisi dari deforestasi dan degradasi hutan, dan peningkatan cadangan karbon
hutan di negara berkembang. Simbol plus menandakan peningkatan cadangan
karbon hutan, juga merujuk pada rehabilitasi dan regenerasi hutan, pengurangan
degradasi, pengurangan emisi, peningkatan serapan karbon, pergerakan karbon,
atau hanya sebatas penyerapan karbon dari atmosfer dan menyimpan di dalam
pool karbon hutan (Angelsen 2009).

Tinjauan Umum tentang Pinus merkusii
Pinus merkusii merupakan jenis Pinus tropika alami dari Asia Tenggara,
meliputi Myanmar, Thailand, Laos, Kamboja, Vietnam dan Indonesia.
P. merkusii adalah satu-satunya jenis pinus yang tumbuh sampai di sebelah
selatan garis khatulistiwa hingga 2o6’ LS (Cooling 1968; Soekotjo 1978). Sebaran
alami P. merkusii di Indonesia berada pada 3 wilayah yang berbeda di Sumatera,
yaitu Aceh, Tapanuli, dan Kerinci. Iklim di ketiga tempat ini termasuk tipe B
menurut klasifikasi iklim Schmidt dan Fergusson, dengan curah hujan 1.2002.500 mm/tahun. Suhu udara maksimum bulanan 20-28oC, sedangkan suhu udara
minimum 15-28oC (Fandeli 1977).
Berdasarkan taksonominya, klasifikasi P. merkusii sebagai berikut:
Divisi

: Spermatophyta

Sub division : Gymnospermae
Kelas

: Coniferae

Ordo

: Pinales

Famili

: Pinaceae

Genus

: Pinus

Species

: Pinus merkusii Jungh et de Vriese

Menurut Dallimore dan Jackson (1948), P. merkusii Jungh et de Vriese sama
dengan P. finlaysoniana Wallich, P. latteri Mason, P. merkiana Gordon dan P.

12

sumatrana Jungh. Cooling (1968) mengatakan bahwa tusam mempunyai toleransi
yang luas terhadap iklim dan dapat tumbuh pada daerah-daerah yang mempunyai
masa 6 bulan kering sampai ke daerah-daerah basah. Jenis pinus ini ditemukan
dari dekat permukaan laut sampai kira-kira 1000 meter. Di Sumatera, tegakan
alam bisa juga tumbuh antara 500 sampai 2000 meter dan mungkin lebih tinggi.
Iklim dan tanah sangat bervariasi menurut lokasi. Di Sumatera, tanah pada
umumnya berasal dari bahan volkanik dan iklimnya basah dengan musim kering
yang pendek dan curah hujan 1500 sampai 2500 mm (Lamb & Cooling 1967).
Pohon P. merkusii berbatang utama tunggal (monopodial), yaitu terdiri
atas batang utama yang tinggi, lurus, dan meruncing ke atas. Cabang sekundernya
kecil dan banyak sekali cabang yang tersusun melingkar (verticillate) yang
nampak memencar luas. Batangnya tidak mempunyai saluran xylem (xylem), dan
sebagai gantinya adalah trakeida (tracheid). Kayunya mempunyai saluran getah
(Suhaendi 1988).
Ekologi Lanskap Habitat Alami P. merkusii strain Tapanuli
Ekologi lanskap merupakan suatu cabang ilmu yang relatif baru dan
memiliki peranan penting sebagai dasar untuk pengelolaan suatu ekosistem secara
optimal dan berkesinambungan. Arifin et al. (2009) menyatakan bahwa secara
garis besar ekologi lanskap mempelajari dasar-dasar tentang struktur, fungsi, dan
perubahan-perubahan serta aplikasinya, yaitu penggunaan dasar-dasar tersebut
dalam formulasi dan pemecahan masalah-masalah. Struktur merupakan salah satu
aspek ekologi yang mengkaji tentang hubungan spasial antara ekosistemekosistem yang berbeda atau kehadiran elemen-elemen lebih khusus, distribusi
energi, material, dan spesies dalam hubungannya terhadap ukuran, bentuk,
jumlah, jenis dan konfigurasi ekosistem. Adapun fungsi menunjukkan interaksi
antara elemen spasial, yaitu aliran energi, material dan spesies dalam komponen
ekosistem. Proses interaksi yang terjadi dari waktu ke waktu menyebabkan
kondisi struktur dan fungsi mosaik ekologis di dalam suatu lanskap atau
ekosistem mengalami perubahan-perubahan.
Seiring dengan kemajuan ilmu pengetahuan, kini berbagai ilmuwan lintas
kepakaran mulai memasukkan ekologi lanskap sebagai salah satu perangkat
penting untuk pengelolaan sumberdaya hayati yang berkelanjutan di muka bumi

13

ini. Terkait dengan hal ini, berbagai data ekologis pada suatu ekosistem
merupakan informasi penting untuk pengelolaan populasi alami suatu jenis
tumbuhan atau satwa secara optimal dan berkelanjutan (Arifin & Nakagoshi 2011;
Saroinsong et al. 2007).
Populasi alami P. merkusii strain Tapanuli pertama kali ditemukan oleh Dr
Junghuhn pada tahun 1841 di hutan alam Dolok Suanon – Tapanuli, Sumatera
Utara. Sejak saat itu pemerintah kolonial Belanda segera mengukuhkan Suaka
Alam Dolok Saut seluas 39 Ha di Tapanuli. Hutan alam Tusam di Tapanuli
tersebar secara berkelompok dalam luasan yang tidak layak diusahakan serta
bercampur dengan hutan alam lainnya di gunung-gunung. Bahkan di Dolok
Tusam, jenis tusam tersebut banyak dicampur dengan kemenyan. Penduduk di
sekitar hutan menanami areal hutan tusam dengan kemenyan tanpa merusak
pohon yang ada (Harahap 2000a).
Dolok Tusam yang merupakan salah satu ekosistem alami P. merkusii strain
Tapanuli terletak di Kabupaten Tapanuli Utara – Provinsi Sumatera Utara. Dolok
Tusam merupakan areal yang akan ditunjuk menjadi cagar alam berada di dekat
Kampung Lobu Gala, dengan ketinggian 1200 – 1300 mdpl. Tanahnya termasuk
satuan dari kompleks podsolik merah kuning, latosol, dan litosol, dengan bahan
induk batuan beku endapan dan metamorf, termasuk fisiografi pegunungan
patahan. Geologi termasuk efusiva liparit dan permo-karbon (Kemenhut 1984 b).
Curah hujan sekitar 2088 mm per tahun dan digolongkan pada tipe curah hujan B
menurut klasifikasi Schmidt dan Ferguson di Siborong-borong (Harahap 2000b).
Pinus merkusii strain Tapanuli memiliki sifat morfologi yang relatif lebih
bagus dibanding strain Aceh, antara lain batangnya lurus, percabangan ramping,
bebas cabangnya tinggi, dan getahnya banyak. Karakteristik inilah yang
menjadikan P. merkusii strain Tapanuli diminati oleh banyak pihak sehingga hal
ini memicu dan memacu peningkatan permintaan kayu tusam Tapanuli dari waktu
ke waktu. Hasil pengamatan empiris di pos kehutanan di Simarjarunjung
Kabupaten Simalungun, setiap hari rata-rata 10 truk tronton dengan kapasitas 2025 m3 kayu tusam lewat. Truk-truk tersebut membawa kayu tusam dari Tapanuli
Utara dan sekitarnya dengan tujuan industri pengolahan kayu di Pematang
Siantar, Tebing Tinggi, dan Medan (Harahap & Aswandi 2008). Fenomena

14

pembalakan ini telah mengakibatkan terjadinya perubahan kondisi lanskap
ekosistem alami P. merkusii strain Tapanuli. Karenanya, perlu segera diantisipasi
agar kondisi lanskap ekologinya mengalami perbaikan sehingga dinamika
pertumbuhan tegakan hutannya (khususnya P. merkusii strain Tapanuli) dapat
kembali tumbuh dengan sehat dan normal.
Perkembangan Penelitian tentang Keragaman Genetika Pinus merkusii
Kegiatan penelitian tentang keragaman genetik P. merkusii di Indonesia
sudah sejak lama dilakukan oleh Suhaendi (1988) yang memulai penelitian
keragaman genetik secara konvensional.
(1988)

melakukan

pendugaan

Di dalam penelitiannya, Suhaendi

parameter-parameter

genetika-ekologi

dari

beberapa sifat kuantitatif dalam hutan tanaman P. merkusii Jungh et de Vriese
strain Tapanuli dan strain Aceh. Hasil penelitian Suhaendi (1988) menunjukkan
bahwa dari 12 sifat pohon yang diamati, diketahui ada 7 sifat pohon dalam setiap
strain yang dikendalikan secara kuat oleh faktor genetik, yakni: diameter batang,
bentuk batang, tebal kulit batang, produksi getah, berat jenis, diameter serat dan
lebar lumen sel serat kayu. Pengendalian genetik yang kuat juga terdapat pada
tinggi batang bebas cabang dalam strain Tapanuli, dan pada tinggi pohon total
serta kadar selulosa kayu dalam strain Aceh.
Penelitian dengan topik yang sama juga dilakukan oleh Harahap (2000b),
yang melakukan penelitian tentang keragaman sifat dan data ekologi populasi
alam P. merkusii di Aceh, Tapanuli, dan Kerinci. Hasil penelitian ini
menunjukkan bahwa pada lokasi tempat tumbuh yang berbeda terdapat perbedaan
sangat nyata pada beberapa sifat pohon berikut: panjang serat, tebal dinding serat,
panjang daun, berat kering daun, panjang kerucut, dan tebal kulit. Perbedaan
lokasi memberikan pengaruh nyata terhadap sifat berat jenis kayu. Adapun untuk
sifat diameter lumen, diameter serat, jumlah biji, dan diameter kerucut, tidak
berbeda nyata pada lokasi tempat tumbuh yang berbeda.
Seiring dengan kemajuan teknologi biomolekuler, penelitian keragaman
genetik dengan penanda morfologi seperti yang dilakukan Suhaendi (1988) dan
Harahap (2000b) mulai beralih ke penanda biokimia. Salah satunya menggunakan
isozim. Analisis isozim untuk mengetahui besarnya keragaman genetik Tusam
telah dilakukan oleh Kartikawati (1996 dan 1998) dan Indrioko (1996). Hasil

15

penelitian tersebut menunjukkan bahwa dari 8 sistem enzim yang digunakan
ternyata hanya 3 sistem enzim dengan 7 (tujuh) loci yang polimorfik untuk tusam
yaitu Esterase (EST) dengan Est-1, Est-2, Est-3 loci; Glutamate Oxaloacetate
Transaminase (GOT) dengan Got-1, Got-2 loci; dan Shikimate dehydrogenase
(ShDH) dengan Shd-1 dan Shd-2 loci (Munawar 2002).
Obyek penelitian Kartikawati (1996) dan Indrioko (1996) tersebut adalah
hutan tanaman P. merkusii yang ada di Jawa. Hasil penelitiannya menunjukkan
bahwa Tusam yang sudah berkembang luas di Jawa ternyata hanya berasal dari
sebagian provenans yang ada di Aceh. Hasil penelitian Harahap (2000b) tentang
keragaman sifat dan data ekologi populasi alami P. merkusii serta hasil uji asal
benih P. merkusii di Sumatera Utara lebih mempertegas lagi bahwa tusam yang
telah berkembang luas selama ini adalah berasal dari populasi Aceh. Adapun
tusam yang berasal dari populasi Tapanuli dan Kerinci belum dibudidayakan
dalam skala luas, antara lain disebabkan oleh keterbatasan ketersediaan benih.
Kartikawati dan Na’im (1999) kembali melakukan uji keragaman genetik
dengan menggunakan penanda isozim. Di dalam penelitiannya mereka menguji
keragaman genetik dari tiga populasi P. merkusii yang berbeda yakni populasi
alami P. merkusii dari hutan alam di Aceh, populasi P. merkusii dari hutan
tanaman di Jawa, ( populasi P. merkusii dari kebun benih di Jember, Jawa Timur)
. Ada 3 (tiga) sistem enzim yang digunakan dalam penelitian mereka yakni
Esterase (EST), Glutamate Oxaloacetate Transaminase (GOT) dan Shikimate
Dehydrogenase (ShDH). Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa populasi alami
Aceh memiliki keragaman genetik tertinggi (nilai He=0.304) dibanding populasi
hutan tanaman (nilai He = 0.276) dan kebun benih (nilai He = 0.266).
Analisis keragaman genetik P. merkusii dengan menggunakan penanda
genetik isozym kembali dilakukan oleh Siregar dan Hattemer (1999). Penelitian
ini menguji keragaman genetik dari dua populasi alam P. merkusii di Sumatera
dan satu populasi hutan tanaman di Jawa. Sampel yang diuji keragaman
genetiknya berupa biji. Ada delapan lokus isoenzym yang digunakan untuk
penelitian ini yakni: GOT-B, GOT-C, GOT-D, PGM-A, PGM-B, SKDH-A,
NDH-A, dam FHD-A. Hasil analisis penelitian ini menunjukkan bahwa nilai
beberapa parameter genetik antara populasi alami P. merkusii Aceh dengan hutan

16

tanaman di Jawa relatif sama. Namun demikian, nilai beberapa parameter genetik
hutan tanaman P. merkusii di Pulau Jawa lebih tinggi dibanding populasi
alaminya di Aceh. Selain itu, hasil penelitian ini juga menujukkan bahwa nilai
keragaman genetik P. merkusii yang ada di Indonesia lebih tinggi dibandingkan
dengan P. merkusii yang ada di Thailand (Szmidt et al. 1996).
Penelitian tentang analisis keragaman genetik dengan penanda genetik
isozim juga dilakukan oleh Munawar (2002). Di dalam penelitiannya, Munawar
(2002) melakukan studi keragaman genetik Tusam (P. merkusii Jungh. et de
Vriese) di hutan alam Tapanuli dan Kerinci.

Hasil penelitian tersebut

menunjukkan bahwa provenansi Kerinci memiliki nilai Heterozigositas harapan
(He) paling kecil (0.042) dibanding populasi alam Tapanuli (0.206), Aceh (0.304)
dan Jawa (0.276).

Keragaman genetik populasi alam Tapanuli lebih rendah

dibanding poopulasi Aceh dan Jawa. Fenomena ini terjadi antara lain karena
populasi alami P. merkusii di Kerinci sudah terpecah-pecah berupa kumpulan
individu-individu dalam jumlah dan luasan yang sempit sehingga terjadi seleksi
mundur (dysgenic selection) dan telah banyak terjadi kawin kerabat (inbreeding)
(Munawar 2002).
Penggunaan penanda genetik mikrosatelit untuk menganalisis keragaman
genetik P. merkusii di Indonesia pertama kali dilakukan oleh Nurtjahjaningsih et
al. (2005). Di dalam penelitiannya, Nurtjahjaningsih et al. (2005) mencoba
mengembangkan penanda genetik mikrosatelit untuk mendapatkan informasi
genetik dari kebun benih P. merkusii yang ada di Pulau Jawa. Hasil penelitian
tersebut menunjukkan bahwa dari 10 primer yang dikembangkan dari P. merkusii,
5 diantaranya bersifat kodominan dan polimorfik. Jumlah alel per lokus berkisar
antara 3 sampai 6 dan nilai heterosigositas harapan berkisar antara 0.389 sampai
0.728. Kelima penanda mikrosatelite tersebut dapat digunakan untuk analisis
genetik populasi dan pola perkawinan.

Tinjauan Tentang Mikrosatelit
Mikrosatelit atau yang juga dikenal dengan Short Tandem Repeats (STRs)
atau Variable Number of Tandem Repeats (VNTR) merupakan untaian basa
nukleotida 1-6 pasang basa yang berulang dan tersebar di dalam genom, baik

17

genom inti maupun genom organel. Tipe pengulangan basa dari mono-, di-, tri-,
tetra-, dan penta-nukleotida. Mikrosatelit genom organel terdiri mikrosatelit
kloroplas (cpSSRs) dan mikrosatelit mitokondrion (mtSSRs) dengan tipe
mononukleotida. Mikrosatelit yang berasal dari genom organel ini banyak
digunakan untuk studi pewarisan karena sifat dari genom organel yang hanya
diturunkan secara uniparental. Mikrosatelit telah banyak dipergunakan untuk
meneliti berbagai tanaman dan ada sekitar 8000 konten penulisan jurnal tentang
mikrosatelit (Zane et al. 2002). Mikrosatelit memiliki keunggulan dalam berbagai
studi genetika karena pola pewarisan mengikuti hukum Mendel, tingkatan
polimorfik tinggi, bersifat kodominan, keakuratan yang tinggi dan berlimpah di
genom. Marka ini banyak digunakan untuk studi genetik populasi, ekologi,
pemuliaan tanaman dan aliran gen (gene flow).
Penanda mikrosatelit dipilih karena merupakan penanda kodominan yang
mampu mengidentifikasi genotipe homozigot dan heterozigot dalam populasi,
memiliki reproducibility yang tinggi, tingkat polimorfisme tinggi, multialelik, dan
terdistribusi merata dalam genom (Karhu 2001 dan Weising et al. 2005 ). Pada
pinus lain di daerah temperate penggunaan mikrosatelit telah umum digunakan,
namun pada P.merkusii baru pada tahun 2005 dikembangkan (Nurtjahjaningsih et
al.2005).

Hasil penelitian menemukan sepuluh lokus yang mampu diisolasi

dimana lima lokus bersifat polimorfik dan kodominan, dua lokus bersifat
monomorfik, dua lokus bersifat multiband dan satu lokus tidak mampu
mengamplifikasi. Selanjutnya Nurtjahjaningsih et al. (2005) merekomendasikan
penggunaan lima primer (pm01, pm05,pm07, pm09a dan pm12) untuk deteksi
mikrosatelit pada P. merkusii.
Pendugaan Kandungan Biomassa Karbon Pinus merkusii strain Tapanuli
Berbagai bentuk tekanan terhadap ekosistem hutan yang menjadi habitat
alami populasi P. merkusii strain Tapanuli selain berpengaruh terhadap struktur
genetik jenis P. merkusii juga berpengaruh terhadap kondisi pertumbuhan
tegakannya. Biomassa merupakan salah satu parameter yang dapat digunakan
untuk mengetahui besarnya kondisi pertumbuhan suatu jenis tumbuhan di dalam
suatu ekosistem. Hal ini mengacu pada IPCC (2003) yang mengartikan biomassa

18

sebagai total berat atau volume organisme dalam suatu area atau volume tertentu.
Pengertian ini diperkuat oleh Brown (1997), yang mendefinisikan biomassa
sebagai total jumlah materi hidup di atas permukaan suatu pohon dan dinyatakan
dengan satuan ton berat kering per satuan luas. Mengingat sebagian besar
komponen biomassa tumbuhan terdiri atas karbon dan seiring dengan menguatnya
upaya mitigasi perubahan iklim global maka istilah biomassa karbon kini menjadi
lebih populer dibanding istilah biomassa.
Pendugaan biomassa tegakan dan pohon telah diakui sebagai salah satu
tahapan penting dalam rangka penilaian stok karbon hutan sesuai dengan Protokol
Kyoto untuk pengurangan gas rumah kaca (Brown 2002; Korner 2005; Pili et al,
2006). Salah satu pendekatan untuk mengkuantifikasi simpanan biomassa karbon
adalah melalui penelaahan terhadap perubahan-perubahan yang berasal dari plot
inventarisasi hutan jangka panjang. Model regresi digunakan untuk mengkonversi
data inventarisasi tersebut menjadi nilai dugaan biomassa bagian atas (above
ground biomass) (Chave et al. 2005). Aplikasi persamaan allometrik yang
dikombinasikan dengan data inventarisasi hutan merupakan suatu pendekatan
yang cukup efektif untuk menghitung besarnya biomassa hutan dan simpanan
karbon hutan pada suatu skala regional (Xiang et al. 2011).
Pinus merkusii strain Tapanuli merupakan tusam yang memiliki morfologi
dan beberapa sifat pohon lebih baik dibanding tusam Aceh yang selama ini telah
banyak dibudidayakan. De Veer dan Govers (1953) ; Soerianegara dan Djamhuri
(1979) diacu dalam Suhaendi (1988) dan Harahap (2000b) telah mencatat
beberapa keunggulan sifat pohon tusam Tapanuli tersebut, yakni: bentuk batang
lurus dan ramping, daun tebal dan berwarna hijau tua dan mengkilap, sistem
percabangan: cabang-cabang lebih kecil, membentuk sudut lancip terhadap
batang; ruas batang lebih panjang dan jaraknya lebih teratur, kulit batang tipis dan
berwarna muda, beralur dangkal, umumnya licin; produksi getah lebih banyak.
Beberapa keunggulan sifat pohon tersebut secara tidak langsung mengindikasikan
bahwa pertumbuhan P. merkusii strain Tapanuli lebih unggul dibanding
pertumbuhan P. merkusii strain Aceh sehingga jumlah biomassa karbonnya pun
lebih besar. Saat ini belum ada penelitian yang secara khusus melakukan
penghitungan biomassa karbon P. merkusii strain Tapanuli, serta mendapatkan

19

persamaan allometrik yang selanjutnya dapat digunakan untuk pendugaan
kandungan biomassa karbonnya. Beberapa penelitian yang telah berhasil
mendapatkan persamaan allometrik untuk pendugaan kandungan biomassa karbon
dari P. merkusii dilakukan pada hutan tanaman di Jawa yang merupakan P.
merkusii strain Aceh. Hasil penelitian Basuki et al. (2004) menunjukkan bahwa
tegakan pinus umur 16 tahun dengan kerapatan 1200 pohon/ha dapat mengandung
126.8 C-organik/ha atau setara dengan penyerapan 464.9 ton CO2/ha. Persamaan
allometrik untuk pendugaan kandungan biomassa karbon P. merkusii telah
dihasilkan Siregar (2007) di Jawa Barat yakni:
Y = 0.0936 X 2.4323 untuk biomasa Pinus merkusii di atas tanah
Y = 0.0103 X 2.6036 untuk biomasa Pinus merkusii di bawah tanah
Y = 0.1031X2.4587 untuk biomasa total Pinus merkusii

Inisial X

menunjukkan diameter batang Pinus merkusii yang diukur pada

ketinggian 1,3 meter (setinggi dada orang dewasa).
Ancaman Kelestarian Pinus merkusii
Pinus merkusii strain Tapanuli merupakan satu dari tiga strain P. merkusii
yang memiliki nilai ekonomi kayu relatif tinggi karena bentuk kayunya yang
relatif lebih lurus, percabangan ramping, kulit batang tipis, dan getah lebih sedikit.
Hal inilah yang menyebabkan jenis P. merkusii strain Tapanuli diburu oleh para
penebang liar. Hasil pengamatan sepintas di pos kehutanan di Simarjarunjung
Kabupaten Simalungun, setiap hari rata-rata 10 truk tronton dengan kapasitas 2025 m3 kayu tusam lewat. Truk-truk tersebut membawa kayu tusam dari Tapanuli
Utara dan sekitarnya dengan tujuan industri pengolahan kayu di Pematang
Siantar, Tebing Tinggi, dan Medan (Harahap & Aswandi 2008).
Selain ancaman dari kegiatan penebangan, kelestarian P. merkusii juga
mendapat ancaman dari faktor alami, seperti serangan hama, penyakit, atau
kebakaran. Di Indonesia tanaman ini diserang oleh beberapa hama diantaranya
adalah Melionia basalis (Geometridae, Lepidoptera),

Eumeta variagatus

(Psehidae, Lepidoptera), Dyorictria rubella (Pyralidae, Lepidoptera) dan juga
Coptotermes traviens (Husaeni 1996). Resiko terhadap munculnya serangan
hama, penyakit, atau kebakaran tersebut semakin meningkat seiring dengan
terjadinya fenomena perubahan iklim global. Munculnya jenis hama baru akibat
pengaruh perubahan iklim global tersebut ditengarai kuat telah terjadi di wilayah

20

ekosistem hutan tropis, seperti hama kutu lilin yang menyerang tegakan hutan
tanaman Pinus (P. merkusii) di Pulau Jawa (Rahmatsyah & Haneda 2007).
Permasalahan pelestarian Pinus merkusii
Sedikitnya ada 2 permasalahan pelestarian P. merkusii yang sering dijumpai
di lapangan yakni keterbatasaan ketersediaan anakan alami di lapangan dan masih
terbatasnya teknologi perbenihan P. merkusii strain Tapanuli. Permudaan alami P.
merkusii strain Tapanuli sulit didapatkan pada tegakan yang tertutup. Akan tetapi
permudaan alami banyak ditemui pada daerah yang terbuka seperti pada bekas
tanah longsor (Yafid et al. 2005).
Sementara itu teknologi perbenihan P. merkusii strain Tapanuli dan Kerinci
relatif belum berke

Dokumen yang terkait

Analysis of land cover changes, genetic structure, and carbon biomass stock of pinus Merkusii Jungh Et De Vriese Strain Tapanuli In Its Natural Distribution In North Sumatra