2.7  Efisiensi Penggunaan Radiasi Matahari
Efisiensi  penggunaan  radiasi  matahari dipergunakan  secara  luas  dalam  analisis
pertumbuhan  tanaman  dan  produksi  biomassa dalam  beberapa  model  simulasi  tanaman
dengan  lingkungan  berbeda.  Pada  simulasi, radiasi  yang  diintersepsi  selama  periode
tertentu
dikalikan dengan
efisiensi penggunaan
radiasi matahari
untuk memprediksi produksi bahan  kering  . Sinclair
dan  Horie  1989,  menyatakan  bahwa efisiensi penggunaan radiasi matahari berbeda
menurut  jenis  dan  bervariasi  antar  jenis tergantung tingkat kejenuhan cahaya pada laju
fotosintesis  dan  kandungan  nitrogen  daun. Selain  itu,  variabilitas  iklim  dan  defisit  air
yang  terjadi  pada  kondisi  lapang  juga  akan langsung
menurunkan nilai
efisiensi penggunaan radiasi matahari akibat penurunan
aktifitas  fotosintesis.  Muchow  and  Davis 1988
menyatakan bahwa
pengukuran efisiensi  penggunaan  radiasi  matahari  sangat
membantu memahami
konsekuensi kekeringan  bagi  tanaman  dan  variasinya
menurut umur Rusmayadi et al.  2008. Tabel 1  memperlihatkan  beberapa  model  efisiensi
radiasi matahari dari berbagai penelitian.
Biomassa  tanaman  diukur  bersamaan dengan
radiasi yang
diintersepsinya Lindquist  et  al.      2005  dalam  Rusmayadi  et
al .      2008.  Efisiensi  penggunaan  radiasi
matahari dihitung dari dua faktor yakni faktor yang  mengurangi  konversi  efisiensi  saat  suhu
dingin  membatasi  fungsi  tanaman  dan  faktor kedua  yang  mengurangi  konversi  efisiensi
maksimum  ketika  tekanan  uap  defisit  VPD cukup  tinggi  untuk  menghambat  fotosintesis.
Hal  ini  diasumsikan  bahwa  defisit  air  tanah terkait  dengan  VPD  dan  bahwa  VPD  akan
dihitung  untuk  stres  kekeringan  Heinsch  et al.
2006 dalam Yuan et al.  2007. Efisiensi penggunaan radiasi matahari dipengaruhi oleh
kondisi  suhu  ,  kelembaban  permukaan  tanah, dan fenologi daun.
Efisiensi  penggunaan  radiasi  matahari juga  penting  untuk  studi  penginderaan  jauh,
karena sebagian  besar  satelit  berbasis
perkiraan  produktivitas  yang  bergantung antara hubungan APAR dan NPP Kumar dan
Monteith   1981 dalam Ito dan Oikawa  2004. Sebagai  model  mandiri  atau  model  integrasi
dari  ekosistem  terpadu,  pendekatan  efisiensi penggunaan  radiasi  matahari  telah  digunakan
untuk
memperkirakan Gross
Primary Production
GPP dan
Net Primary
Production NPP  di  berbagai  skala  spasial
dan temporal. Tabel 1 Struktur dan input model efisiensi radiasi matahari Yuan et al.   2007
Model ε
g
atau ε
n
g C m
-2
MJ
-1
APAR ε
g C m
-2
MJ
-1
APAR Reference
Net Primary Production CASA
εn = ε0 x Ts x SM 0.389
Potter et all.   1993 Gross Primary Production
GLO-PEM ε
g
= ε x T
s
x SM x VPD 55.2α
a
Prince and Goward   1995 ε
g
= ε x T
s
x SM x VPD 2.76
b
Prince and Goward   1996 MODIS-PSN
ε
g
= ε x T
s
x VPD 0.604 - 1.259
c
Running et al.   2000 3-PG
ε
g
= ε 1.8
d
Landsberg and waring  1997 VPM
ε
g
= ε x T
s
x W 2.208
e
Xiao et al.   2005a ε
g
= ε x T
s
x W 2.484
f
Xiao et al.   2005b C-Fix model
ε
g
= ε
1.1 veroustrate et all.  2002
EC-LUE ε
g
= ε x T
s
x SM 2.14
Yuan et al.   2007 NPP = e
n
x  fAPAR x PAR atau GPP = e
g
x  fAPAR x  PAR, dimana e
n
adalah efisiensi penggunaan radiasi matahari  yang  digunakan  untuk  menghitung  NPP  dan  e
g
untuk  GPP.    T  adalah  temperatur,  SM  =  indeks kelembaban  tanah,  VPD  =  defisit  tekanan  uap,  W  =    kandungan  air  kanopi,  dan  e
adalah  efisiensi pengggunaan radiasi matahari potensial di beberapa model.
a digunakan untuk perhitungan tanaman C3 dan α adalah quantum yield nilai kuantum hasil b digunakan untuk perhitungan tanaman C4
c digunakan untuk perhitungan di 11 kelas bioma global d digunakan untk perhitungan di ekosistem hutan
e digunakan untuk perhitungan evergreen needleleaf forests hutan berdaun jarum f digunakan untuk menghitung moist tropical evergreen forests hutan tropis basah
Tabel 2 Nilai efisiensi penggunaan radiasi     matahari dari berbagai penelitian Nilai e
Sumber Keterangan
1.5 g MJ
-1
Hirakoba et al.  1977 dalam Lestariningsih  2006
Hirano et al.  1998; Ochi dan Murai 2000 dalam supeni  2006
Kusumaningrum  2003 dalam Lestariningsih  2006
e konstan untuk estimasi produktivitas pertanian
Nilai e global rata-rata e ekosistem hutan di Sumatera
Barat, Riau, Jambi
1.8 g MJ
-1
Coops et al.  1998 ; June 2004 dalam Supeni  2006
Nilai e konstan yang digunakan dalam pemodelan Net Pro
0.5 g MJ
-1
ORNL DAAC dalam Supeni  2006 Lokasi semak di Oregon
0.9  g MJ
-1
ORNL DAAC dalam Supeni 2006 Lokasi hutan di Oregon
0.8 g MJ
-1
ORNL DAAC dalam Supeni 2006 Nilai e di atas tanah di Oregon
bagian barat, USA didominasi oleh  hutan berdaun jarum
1.3 g MJ-1 ORNL DAAC dalam Supeni  2006
Nilai e total di Oregon bagian barat yang didominasi oleh hutan
berdaun jarum 0.99 g MJ
-1
0.77 g MJ
-1
1.10 g MJ
-1
Ibrom et al.   2008 e  rata
– rata 16 bulan pengamatan;
e minimum saat musim kering; e maksimum saat musim hujan; di
hutan hujan Tropis  Indonesia
Tabel  2  memperlihatkan  nilai  efisiensi penggunaan  radiasi  matahari  dari  berbagai
penelitian.  Nilai  efisensi  penggunaan  radiasi matahari
dalam tabel
2 didapatkan
berdasarkan metode akumulasi biomassa yang merupakan  nisbah  antara  akumulasi  bahan
kering di atas tanah W, g  m
-2
dan intersepsi radiasi  Q
int
,  MJ  m
-2
dari  proporsi  radiasi yang  ditransmisikan  ke  permukaan  tanah
Monteith      1977  dalam  Rusmayadi  et  al. 2008.
NPP  dari  penutupan  vegetasi  pada dasarnya sebanding dengan radiasi PAR  yang
diserap  oleh  kanopi  fAPAR,  Monteith, 1972;1977 dalam Ibrom et al.  2007 . Faktor
pembandingnya  disebut  dengan  efisiensi penggunaan  PAR  untuk  NPP  e
NPP
.  e
NPP
merupakan  turunan  yang  dibentuk  dari  model fotosintesis  dari  skala  daun  C3.  Untuk
menduga e
NPP
digunakan parameter
fotosintesis  umum  dengan  nilai  LAI  untuk masing
–  masing  wilayah  kajian.  LAI diturunkan  dari  indeks  vegetasi  NDVI  hasil
penginderaan  jauh  menggunakan  persamaan linear  yang dibuat oleh Ibrahim 2001 dalam
Ibrom et al. 2007 :
LAI = 12.74 x NDVI + 1.34
2.8    Radiasi Photosynthetically Active