daerah yang mempunyai resiko tinggi terhadap windfall
Alexander, 1986 dalam
Spittlehouse and Stathers, 1990.
E. Faktor Suhu Udara
Suhu udara mempunyai pengaruh yang sangat penting terhadap pertumbuhan dan ketahanan anakan. Proses-proses fisiologis seperti fotosintesis dan respirasi
termasuk reaksi-reaksi biokimia merupakan reaksi yang tergantung pada suhu Gambar 1. Sedangkan proses-proses fisik seperti transpirasi juga merupakan
proses yang tergantung pada suhu. Untuk sebagian besar spesies pohon, laju pertumbuhan tidak berarti pada suhu dibawah 2 sampai 5
C. Kerusakan serius akibat pembekuan
frost atau kematian anakan dapat terjadi jika suhu udara jatuh di
bawah -2 sampai -5 C selama masa pertumbuhan aktif ketika anakan tidak berada
pada kondisi yang kuat. Laju pertumbuhan anakan akan suboptimal jika suhu udara berada di bawah 15
C, optimal pada suhu 15 sampai 25 C, dan akan meningkat
dengan suboptimal jika suhu di atas 30 C. Kerusakan fisik jaringan akan tergantung
pada durasi dan intensitas suhu udara yang tinggi sebagaimana juga tergantung pada tipe jaringan yang mengalami kerusakan Spittlehouse and Stathers, 1990.
Suhu udara dekat permukaan mempunyai variasi yang lebar untuk siang maupun malam hari. Sebagi contoh adalah variasi tahunan dari suhu udara
maksimum dan minimum harian serta suhu tanah pada areal yang di tebang habis tanpa adanya naungan dapat dilihat pada Gambar 7. Radiasi matahari diserap oleh
permukaan sepanjang siang hari, dan dihamburkan melalui kehilangan bersih akibat radiasi termal gelombang panjang, pemanasan udara dan tanah serta evaporasi
Spittlehouse and Stathers, 1990.
Robeson et al
1998 mengemukakan hasil penelitiannya tentang adanya perbedaan yang substansial antara suhu udara di tempat terbuka dengan suhu
udara di bawah kanopi. Suhu udara maksimum harian di hutan lebih rendah 3 C
dibandingkan dengan di lahan terbuka. Sedangkan suhu udara minimum hariannya juga lebih rendah 1-2
C dibandingkan dengan di lahan terbuka. Faktor sky view
adalah variabel yang berguna dalam menjelaskan perbedaan pengamatan dan pola temporal mereka. Kondisi di hutan sendiri juga mempunyai variasi yang cukup lebar,
meskipun demikian, areal yang berada di dasar jurang akan lebih dingin dibandingkan dengan lokasi sepanjang sisi jurang.
Sejumlah radiasi gelombang panjang yang diemisi dari permukaan meningkat seiring dengan peningkatan suhu udara. Selama langit lebih dingin dari permukaan
tanah, jumlah radiasi gelombang panjang yang diemisi ke langit akan lebih besar dibandingkan dengan yang diemisi kembali oleh langit ke permukaan. Kehilangan
radiasi gelombang panjang dari permukaan ini akan mengakibatkan permukaan tanah menjadi lebih dingin. Pendinginan permukaan di malam hari terjadi utamanya
karena peristiwa ini. Bahang yang disimpan di profil tanah dan di lapisan atmosfer ditransfer untuk mendinginkan permukaan, sehingga mengakibatkan penurunan
suhu tanah dan suhu atmosfer di malam hari. Suhu permukaan tanah dapat terus mengalami penurunan sepanjang terjadi kehilangan bahang secara radiasi dari
permukaan menuju ke langit. Suhu minimum harian terjadi biasanya pada saat terbitnya matahari. Sebagai hasil dari pertukaran-pertukaran energi ini, variasi suhu
yang paling besar terjadi di permukaan tanah dan di sekitar anakan. Suhu udara setinggi 2 m dari permukaan sering kali dapat mencapai 3 sampai 6
C lebih dingin diwaktu siang dan lebih panas 2 sampai 5
C pada malam hari dibandingkan dengan suhu udara yang dekat dengan permukaan, khususnya pada kondisi yang tenang
dan cerah Gambar 7. Kerapatan udara akan meningkat jika udara mengalami pendinginan. Pada suatu lahan yang rata, hal ini akan membentuk suatu lapisan
udara yang stabil dengan inversi suhu yang cenderung untuk menekan pertukaran atmosfer. Sedangkan pada lahan yang miring, peningkatan kerapatan dari udara
Bejo Slamet : Iklim Mikro Bagi Anakan Tegakan Hutan, 2008 USU Repository © 2008
dingin akan mengakibatkan aliran ke bawah lereng Spittlehouse and Stathers, 1990.
Bejo Slamet : Iklim Mikro Bagi Anakan Tegakan Hutan, 2008 USU Repository © 2008
Faktor-faktor utama yang mempengaruhi suhu udara, secara ringkas dapat
dilihat pada Tabel 2. Kondisi cuaca sebagian besar menentukan kondisi suhu udara dekat
permukaan. Utamanya yang penting adalah jumlah radiasi matahari yang tersedia untuk memanaskan permukaan.
Penutupan awan akan menurunkan panjang
pemanasan matahari maupun mengurangi pendinginan karena dilepaskannya gelombang panjang, sebagai hasilnya adalah mengurangi variasi suhu siang hari.
Sejarah dan asal dari massa udara juga mempengaruhi suhu. Peningkatan uap air di udara akan meningkatkan emisi gelombang panjang dari atmosfer menuju
permukaan tanah. Kecepatan angin yang tinggi mempengaruhi suhu udara dekat permukaan melalui peningkatan percampuran massa udara dekat permukaan
dengan udara di atmosfer yang lebih tinggi.
Gambar 6. variasi tahunan dari suhu udara maksimum dan minimum serta suhu tanah pada areal tebang habis di zona spruce pegunungan daerah
lembah Sungai Harley dekat Jembatan GoldSpittlehouse and Stathers, 1990.
7.
Bejo Slamet : Iklim Mikro Bagi Anakan Tegakan Hutan, 2008 USU Repository © 2008
Tabel 2. Faktor-faktor iklim makro, lahan, vegetasi dan tanah yang mempengaruhi suhu udara Spittlehouse and Stathers, 1990.
Kategori Faktor Pengaruh
Iklim Makro Penutupan awan
Radiasi matahari dan turunnya rasiasi gelombang panjang
Suhu udara Radiasi gelombang panjang
Kelembaban udara Radiasi gelombang panjang dan pelepasan bahang oleh
kondensasi Kecepatan angin
Percampuran udara Lahantapak Elevasi Kondisi
atmosfer Sudut slope
Drainase udara dingin Topografi
Drainase udara dingin dan angin Posisi slope
Ukuran dari sumber udara dingin yang berat
Slope dan aspek Penerimaan
radiasi matahari
untuk pemanasan udara dan tanah
latitude Panjang hari, kondisi cuaca
Vegetasi Penutupan
Kecepatan angin, drainase udara dingin, kesetimbangan
radiasi gelombang panjang, dan pemanasan tanah
Tanah Komposisi
Cadangan bahang tanah dan pelepasannya
Kadar air Evaporasi dan cadangan bahang
Kombinasi antara kondisi langit yang cerah, kecepatan angin yang rendah, dan udara kering dapat menghasilkan embun beku
frost . Langit yang cerah pada
malam hari akan menghasilkan kehilangan gelombang panjang yang besar, dan kecepatan angin yang rendah akan meminimalisir percampuran antara udara
permukaan yang dingin dengan udara yang hangat di atas permukaan. Laju pendinginan udara akan berkurang ketika kondensasi dan pengembunan atau
timbunan embun beku terbentuk. Konsekuensinya adalah, resiko terjadinya radiasi yang membeku
radiation frost lebih besar terjadi di daerah arid dan daerah dengan
elevasi yang tinggi dimana udara permulaannya kering pada saat matahari terbenam Spittlehouse and Stathers, 1990.
Sedangkan lahan
mempunyai pengaruh terhadap suhu udara melalui pengaruh mereka terhadap keseimbangan energi permukaan lokal. Lokasi
geografis mempengaruhi regim iklim dari lahan. Suhu udara umumnya menurun dengan meningkatnya elevasi, sebagian merupakan respon dari perubahan kondisi
cuaca yang terjadi karena peningkatan elevasi. Pendinginan di malam hari karena radiasi gelombang panjang akan lebih besar terjadi di elevasi yang lebih tinggi pada
daerah yang mempunyai regim iklim yang sama. Latitudelintang mempunyai pengaruh terhadap panjang hari demikian juga panjang waktu untuk pemanasan
permukaan atau pendinginan di malam hari Spittlehouse and Stathers, 1990.
Slope dan aspek secara nyata mempengaruhi jumlah energi matahari yang
diterima Gambar 2, seperti aspek yang mengarah ke selatan cenderung untuk lebih hangat dibandingkan dengan yang lainnya, meskipun suhu masih didominasi oleh
massa udara regional. Slope dan topografi dari lahan akan mempengaruhi drainase
Bejo Slamet : Iklim Mikro Bagi Anakan Tegakan Hutan, 2008 USU Repository © 2008
udara dingin dan akumulasi dari embun beku. Udara yang mengalami pendinginan radiatif di elevasi yang lebih tinggi akan mengalir ke lereng yang lebih bawah dan
terakumulasi di areal yang lebih rendah, dimana kedalaman dari tampungan udara dingin tersebut akan bertambah manakala pendinginan radiatif terus berlanjut.
Gambar 8 menunjukkan bagaimana suhu minimum malam hari di permukaan tanah dapat bervariasi sepanjang slope selama musim panas. Kerusakan akibat
pendinginanpembekuan khususnya terjadi pada teraspetak yang datar sepanjang slope dimana aliran udara menurun, dan terjadi di areal yang lebih rendah dimana
udara dingin terakumulasi Spittlehouse and Stathers, 1990.
Vegetasi yang menaungi permukaan menurunkan suhu udara yang ekstrem
bagi anakan. Naungan mengurangi pemanasan matahari selama siang hari dan pendinginan radiasi gelombang panjang di permukaan tanah melalui perubahan
mayoritas transfer radiasi dari permukaan menuju kanopi vegetasi. Penutupan semak-semak yang kuatlebat dapat menghasilkan suhu anakan dan suhu
permukaan tanah yang hampir sama dengan udara di sekelilingnya. Pengurangan pendinginan akibat radiasi gelombang panjang di malam hari dapat mengurangi
terjadinya pendinginanpembekuan. Efek ini sangat besar pada kanopi yang tinggi seperti; hutan, penebangan secara terpilih, tegakan yang jarang dan pohon-pohon
naungan
shelterwoods dimana udara di sekeliling daun biasanya tercampur dengan
baik dan hangat daripada udara dekat tanah.
Batas lokasi tebang habis
dapat mempengaruhi suhu udara permukaan. Batas yang melintangmemotong lereng
dapat berfungsi sebagai ‘dam udara’, yang menghasilkan tampungan udara dingin serta untuk terjadinya paket pendinginanpembekuan.
Albedo atau refleksifitas radiasi
dari permukaan mempengaruhi suhu sekeliling anakan. Permukaan yang berwarna gelap akan menyerap radiasi lebih banyak dan sebagai konsekuensinya
adalah akan lebih cepat panas dibanding permukaan yang lebih terang. Di daerah yang beriklim 4 musim, keberadaan
salju dapat berperan sebagai
insulatorpenyekat, menyebabkan suhu dengan amplitudo yang kecil Gambar 7. Salju juga mempunyai albedo yang tinggi, dan tidak meyerap energi yang banyak
atau tidak cepat hangat seperti permukaan yang berwarna gelap Spittlehouse and Stathers, 1990.
Bejo Slamet : Iklim Mikro Bagi Anakan Tegakan Hutan, 2008 USU Repository © 2008
Gambar 8. Profil topografi yang menggambarkan suhu udara minimum pada ketinggian 20 cm di atas permukaan pada suatu radiasi khas pendingian di malam hari, dan
jumlah hari yang mengalami pembekuanpendinginan dari tanggal 1 Juni sampai 31 Agustus 1988 di zona dalam
Douglas-fir dekat 100 Mile House. O. Steen,
B.C. Forest Service, unpublished data dalam
Spittlehouse and Stathers, 1990.
Keseimbangan energi yang terjadi di permukaan tanah menentukan seberapa banyak radiasi matahari yang diserap ditransfer kedalam profil tanah dan seberapa
banyak yang dihamburkan ke atmosfer sebagai bahang atau uap air. Permukaan tanah mineral memungkinkan lebih banyak konduksi bahang kedalam profil yang
lebih dalam dibandingkan dengan permukaan tanah organik. Sebagai hasilnya adalah, suhu udara persis dibawah permukaan organik akan lebih panas selama
siang hari dan lebih dingin di malam hari dibandingkan dengan yang terjadi di permukaan tanah mineral.
Kadar air tanah di permukaan tanah mempengaruhi
suhu udara melalui mekanisme penggantian keseimbangan energi di permukaan. Ketika permukaan pada kondisi basah, sejumlah besar energi matahari yang
diserap dipergunakan untuk mengevaporasi air di permukaan tanah daripada untuk menaikkan suhu tanah maupun suhu udara. Serupa dengan hal ini, adalah ketika
tanah lembab, permukaan bervegetasi dapat lebih dingin dibandingkan ketika tanah kondisinya kering, sebab lebih banyak energi yang diserap dipergunakan untuk
transpirasi Spittlehouse and Stathers, 1990.
Persiapan lahan dapat mempengaruhi anakan dan suhu permukaan tanah
melalui perubahan penyerapan dan penghamburan energi di permukaan, meskipun pengaruh ini hanya signifikan pada ketinggian lebih dari 0,5 meter.
Shelterwoods pohon pelindung dan tebang pilih dapat menurunkan suhu udara
maksimum harian sebesar 1 sampai 2 C di ketinggian anakan dibandingkan dengan
yang ditebang habis. Pengaruhnya akan sangat besar pada malam hari, yaitu peningkatan suhu minimum sebesar 2 sampai 5
C dibawah kondisi cuaca yang cerah Odin et al. 1984; Hungerford and Babbitt 1987; Stathers 1989
dalam Spittlehouse and Stathers, 1990. Pemaparan terhadap tanah-tanah mineral sebagai
akibat dari penghilangan vegetasi penyekat dan lapisan organic, misalnya melaui pembakaran, pencatutan, pembuatan parit, pembuatan gundukan dan
ripping ,
mempunyai pengaruh yang kecil terhadap suhu udara siang hari. Meskipun demikian, beberapa hasil studi mengatakan bahwa perlakuan ini akan mengurangi
resiko kerusakan akibat radiasi dingin radiation frost
. Penanaman dalam microsites
yang dapat mereduksi sejumlah sky cold
yang bisa menimpa anakan ‘ sky view
factor ” seperti parit, atau yang menyimpan dan meradiasikan kembali energi ke
anakan pada malam hari seperti dekat dengan tunggul yang besar atau tempat tumbangnya logbalok kayu, dapat juga mengurangi kerusakan akibat pendinginan.
Batas daerah tebang habis haruslah di desain sehingga mereka tidak menghalangi jalan drainase udara dingin. Perlakuan persiapan lahan dapat mereduksi, tapi tidak
dapat menghilangkan, frekuensi dan kedahsyatan dari
summer frost Spittlehouse
and Stathers, 1990.
F. Faktor Kelembaban Tanah
Kategori