Pengumpulan Data Sekunder Analisis tanah dengan berbagai penggunaan lahan Analisis Sosial Ekonomi DAS

3.5. Pengumpulan Data Sekunder

Pengumpulan data sekunder baik untuk fisik lingkungan maupun sosial ekonomi dilakukan melalui studi pustaka dan pengumpulan informasi atau hasil-hasil penelitian yang berkaitan dengan kegiatan studi ini pada instansi-instansi yang berkepentingan seperti: BAPPEDA Provinsi Sumatera Utara dan BAPPEDA kabupaten terkait, Direktorat Penyelidikan Masalah Air, Puslitbang Bogor, Balai Wilayah Sungai Sumatera Utara, BMKG, Balai Pengelolaan DAS Asahan Barumun, LAPAN-Jakarta, LIPI-Jakarta, Balai Pusat Statistik, Perpustakan USU-Medan, dan sebagainya.

3.6. Analisis Penutupan Lahan

Penutupan lahan oleh vegetasi memegang peranan penting dalam proses hidrologi suatu DAS, yaitu menyangkut intersepsi hujan yang jatuh dan air yang terabsorpsi oleh akar. Perlakuan terhadap vegetasi diperlukan dalam analisis hidrologi tertentu, tipe vegetasi yang dipilih tergantung pada tujuan analisis yang dilakukan. Menurut Syeihan 1977, beberapa variabel vegetasi dan penggunaan lahan yang digunakan untuk analisis beberapa masalah hidrologi adalah :  Persentase lahan pertanian  Persentase rumput dan tanaman penggembalaan  Persentase hutan jarang  Persentase pemukiman dan jalan kedap air  Persentase padang rumput dan pohon yang tersebar  Persentase lahan kosong  Presentase lahan waduk Universitas Sumatera Utara Data dan informasi vegetasi dan penggunaan lahan diperoleh dari Peta Hasil Penafsiran Citra Satelit. a. Indeks Penutupan Lahan oleh Vegetasi Tahunan IPL Analisis data spasial dilakukan dengan menganalisa peta penutupan lahan aktual berdasarkan citra landsat untuk mengetahui Indeks Penutupan Lahan IPL di DTA Danau Toba dan Sub DAS Aek Silang. Vegetasi permanen yang dimaksudkan adalah tanaman tahunan seperti vegetasi hutan dan atau kebun yang dapat berfungsi lindung atau konservasi, dimana keberadaan vegetasi tersebut tidak akan ditebang. Berdasarkan hasil analisa peta penutupan lahan RTk RHL DAS SWP DAS Asahan Barumun Tahun 2009 untuk DTA Danau Toba didapat nilai IPL 24,48 yang berdasarkan standard dan kriteria seperti pada tabel 4 masuk dalam kategori buruk, dengan demikian terdapat + 50 lagi lahan yang ada seharusnya untuk vegetasi berkayu tahunan tetapi digunakan untuk tanaman semusim, semak belukar atau menjadi lahan terbukainfrastruktur lainnya. Sedangkan untuk Sub DAS Aek Silang nilai IPL sebesar 25,77 . b. Kesesuaian Penggunaan Lahan KPL Penilaian KPL didasarkan pada kesesuaian antara penggunaan lahanpenutupan lahan aktual sesuai jenisnya dengan RTRW kawasan lindung dan budidaya. Cara penilaiannya dilakukan dengan overlay peta penggunaan lahan aktual dengan peta RTRWK. Berdasarkan hasil analisa peta diperoleh nilai KPL untuk DTA Danau Toba sebesar 41,91 , termasuk kategori sedang hampir kurang. Artinya masih banyak dijumpai penggunaan lahan yang tidak sesuai dengan peruntukannya, Misalnya lahan Universitas Sumatera Utara yang seharusnya termasuk dalam kawasan lindung sudah dirubah menjadi pertanian lahan kering dan persawahan, serta hutan alam dikonversi menjadi hutan tanaman. Tabel 4. Standar dan Kriteria Indeks Penutupan Lahan IPL dan Kesesuaian Penggunaan Lahan KPL No. Indikator Parameter Standar Nilai Kriteria 1 2 3 4 5

1. Penutupan

Lahan Indeks Penutupan Lahan IPL : LVP IPL = ---------------- L - LVP =Luas lahan berpenutupan pohon - L= Luas DAS - IPL 75 - IPL 30 - 75 - IPL 30 -Baik - Sedang - Buruk

2. Kesesuaian

Penggunaan Lahan Kesesuaian Penggunaan Lahan KPL: LPS KPL= ----------- x 100 L - LPS = Luas Penggunaan Lahan yang sesuai dengan peruntukannya - L = Luas DAS - KPL 75 - KPL 40 - 75 - KPL 40 -Baik - Sedang - Buruk

3.7. Analisis tanah dengan berbagai penggunaan lahan

Analisis sifat fisik dan kimia tanah, sedimen dan aliran permukaan selain ditujukan untuk mengidentifikasi dampak perambahan hutan terhadap karakteristik tanah dan aliran permukaan juga digunakan untuk menemukan nilai parameter masukan model. Analisis sifat fisik tanah meliputi tekstur, bobot isi dan distribusi Universitas Sumatera Utara ruang pori tanah. Sifat kimia tanah yang dianalisis meliputi karbon organik, nitrogen total, fosfor tersedia, kalsium, magnesium, kalium dan natrium dapat ditukar.

3.8. Menjalankan Running model ANSWERS

Besarnya laju erosi yang terjadi pada lahan-lahan di wilayah Sub DAS Aek Silang hulu diduga dengan menggunakan model ANSWERS lalu dibandingkan validasi dengan hasil pengamatan lapangan.

1. Data Masukan Model

Data masukan model dikelompokkan menjadi 5 bagian yaitu: 1 Pengumpulan data curah hujan menggunakan alat penakar hujan otomatis ARR yang terdapat di Tele. Curah hujan direkam pada kertas pias berskala satu yang menyebabkan aliran, kemudian disesuaikan dengan curah hujan rata-rata pada hari yang sama. Hasil pengukuran curah hujan harian secara rinci ditampilkan pada Lampiran 22. 2 Morfologi DAS dibagi menjadi raster sel bujur sangkar dengan karakteristik unik. Karakteristik topografi, tanah, vegetasi, jaringan sungai dan outlet DAS diinput menggunakan Arcview, dikonversi kedalam format surfer dan diinput kedalam PCRaster dalam bentuk ascii file. Deliniasi DAS, kemiringan lereng, jaringan drainase dikonstruksi dengan menggunakan peta digital elevation model DEM. 3 Infiltrasi dihitung berdasarkan 6 parameter fisik tanah yang meliputi porositas total, kadar air kapasitas lapang, zona control infiltrasi, koefisien A dan P, kelembaban tanah. Infiltrasi air kedalam tanah terjadi sesaat setelah hujan Universitas Sumatera Utara dimulai, selama hujan berlangsung dan beberapa saat setelah kejadian hujan ketika genangan air masih berada di permukaan tanah simpanan depresi mikro. 4 Penggunaan lahan meliputi jenis, luas tutupan, intersepsi, kekasaran permukaan lahan, dan pengelolaan lahan faktor CP. 5 Karakteristik saluran meliputi lebar sungai dan kekasaran saluran koefisien Manning. 2. Proses Pembangunan dan pengelolaan model Proses pembangunan dan pengelolaan model dapat dilihat pada Gambar 8. a Rancangan Simulasi Penggunaan Lahan Simulasi perencanaan penggunaan lahan dipilih berdasarkan beberapa pertimbangan; a perubahan penggunaan lahan terutama pada vegetasi hutan, kebun campuran dan pemukiman, b penerapan teknik agroforestry pada lahan pertanian, bekas tebangan dan semak belukar c penghutanan kembali lahan bekas tebangan dan hutan tanaman muda, d penghutanan kembali seluruh arel DAS e mengkonversi DAS Aek Silang hulu menjadi lahan pertanian, seperti terlihat pada Tabel 6. Universitas Sumatera Utara Gambar 8. Sketsa tahapan pelaksanaan penelitian Mulai Pengumpulan Data Dasar Kertas Pias Hujan dan TMA berpasangan Nov94-Apr95 Pengukuran Lapang Suvei dan Pengambilan Sampel Informasi Geografis Elernen Peta Kontur Penetapan Persamaan Rating Curve dan debit m 3 dt Perhitungan Intensitas Hujan mmjam Infiltrasi Penggunaan Lahan Alur Sungai Analisis Lab. Sifat fisik kimia tanah Pembentukan dan Penyusunan Data Setiap elemen Analisis Hidrograf Perhitungan dan Penyusunan Data Masukan Model File AND Analisis Karakteristik Aliran Sungai Pengecekan Input Data Model Analisis Model Keluaran File.ANS grafik hidrograf Hidrograf Limpasan Lansung dan Perhitungann Koef.Alp Data Observasi Penyusunan Hidrograf aliran dan Perhitungann Koef.Alp Prediksi Model Lakukan Simulasi Perubahan Penggunaan lahan dan Agroteknologi Alternatif Pengelolaan DTA Danau Toba Selesai Perbandingan Ya Universitas Sumatera Utara Tabel 5. Peta-peta DTA Danau Toba yang digunakan Jenis Peta Skala Muatan data-informasi Peta topografi 1 : 50.000 Jaringan sungai, kemiringan lahan dan arah lereng, ketinggian tempat. Peta geologi 1 : 50.000 Batuan induk, formasi gerak aliran permukaan dan bawah permukaan. Peta tanah 1 : 50.000 Jenis tanah, profil tanah dan sifat fisik dan kimia tekstur, stmktur, total ruang pori, kandungan bahan organik. Peta isoeroden 1 : 50.000 Kepekaan tanah terhadap erosi erodibilitas tanah Peta isohiet 1 : 50.000 Kemampuan hujan untuk mendatangkan erosi erosivitas hujan. Peta RUTRW 1 : 50.000 Rencana peruntukkan lahan dimasa yang akan datang atau perkiraan perubahan lahan untuk pemukiman. Peta penggunaan lahan 1 : 50.000 Penggunaan lahan tahun 1 994 Peta dan data landsat 22 September 1994 Peta penggunaan lahan 1 : 50.000 Penggunaan lahan tahun 1 987 Peta penggunaan lahan dari Bakosurtanal, 1 987 Peta SRTM 1 : 50.000 Kemiringan elemen, arah lereng, elevasi rata-rata setiap elemen dalam bentuk DEM Masukan model yang ikut berubah berdasarkan perubahan penggunaan lahan di atas adalah antara lain; persentase penutupan permukaan PER, penggunaan dan pengelolaan lahan CP, volume intersepsi potensial PIT, koefisien kekasaran RC, tinggi kekasaran maksimum HU, koefisien mannings N, dan komponen infiltrasi Skenario penggunaan lahan yang diujikan secara garis besar meliputi upaya- upaya untuk menurunkan besarnya erosi dan sedimentasi, sehingga nilai erosi yang terjadi berada di bawah erosi yang dapat ditoleransikan. Prediksi erosi aktual tahunan yang terjadi dihitung dengan cara mengalikan frekuensi kejadian hujan dari selang kedalaman hujan tertentu selama satu tahun dengan rata-rata kehilangan tanah hasil Universitas Sumatera Utara keluaran model ANSWERS pada kelas kedalaman hujan yang sama, sehingga akan diperoleh nilai erosi tahunannya tonhatahun. Erosi yang dapat ditoleransikan dihitung dengan persamaan berikut ini: T = PT U D DE   min dimana : T : Erosi yang dapat ditoleransikan mmtahun DE : Kedalaman Tanah Ekuivalen mm D min : Kedalaman Tanah Minimum mm U : Masa Pakai Tanah tahun PT : Laju Pembentukan Tanah mmtahun Laju pembentukan tanah adalah 0,55 mmtahun Wood dan Dent, 1983. Simulasi penggunaan lahan dilakukan dengan merubah penggunaan lahan danatau agroteknologi, dan lain-lain seperti: perbaikan teras, pengaturan pola tanam, penerapan agroforestry. Untuk kepentingan pemilihan alternatif penggunaan lahan dipilih kejadian hujan tertinggi. Alternatif penggunaan lahan yang dipilih melalui model ANSWERS adalah komposisi penggunaan lahan yang paling efektif menurunkan erosi dan sedimentasi tetapi produktivitas lahan tetap tinggi. Pembandingan ini dimaksudkan untuk melihat keeratan hubungan hasil prediksi dengan observasi. Pembandingan keberlakuan hasil ini ditinjau dari perbedaan parameter hidrograf aliran Tp, Qp, dan Tb dan perbedaan koefisien aliran permukaan prediksi model dengan observasi, pada waktu kejadian yang sama, dengan menggunakan uji beda ragam Uji-T. Universitas Sumatera Utara Nilai t-test hasil perhitungan dibandingkan dengan t-tabel. Hidrograf aliran keluaran model ANSWERS dinyatakan tidak berbeda dengan hidrograf aliran hasil pengukuran, jika nilai t-hitung lebih kecil dari tabel, dengan demikian model dapat dianggap memenuhi kondisi aktual di lapangan. b Pemilihan Rencana Penggunaan Lahan Penetapan hasil simulasi rencana penggunaan lahan adalah tahapan penilaian selanjutnya dari hasil simulasi Tabel 6. Hasil-hasil simulasi yang dapat memperbaiki tata air analisis hidrograf dan menurunkan laju sedimentasi disarankan untuk diterapkan dalam perencanaan pengelolaan DTA Danau Toba . Tabel 6. Uraian simulasi penggunaan lahan yang digunakan dalam penelitian SML URAIAN Sml 0 Penggunaan lahan aktual saat ini Skenario 1 Penerapan teknik agroforestry pada lahan pertanian, lahan bekas tebangan dan semak belukar seluas 990,7 ha Skenario 2 Penghutanan kembali lahan bekas tebangan dan hutan tanaman muda seluas 375,8 ha Skenario 3 Kombinasi skenario-1 dan skenario-2 Skenario 4 Penghutanan kembali seluruh areal DAS Aek Silang Hulu Skenario 5 Pembukaan hutan areal konsesi PT. TPL seluas 532,5 ha Skenario 6 Mengkonversi DAS Aek Silang Hulu menjadi lahan pertanian Keterangan : Sml=simulasi Universitas Sumatera Utara Selanjutnya dalam pembangunan dan pengolahan model Answer diberlakukan beberapa asumsi sebagai berikut : 1. Curah hujan terjadi merata dalam DAS 2. Pengaruh iklim penyinaran matahari, suhu dll dianggap homogen 3. Erosi dianggap tidak terjadi pada bagian bawah permukaan tanah 4. Akumulasi sedimen dari suatu elemen ke elemen lain akan terjadi 5. Pada elemen saluran tidak terjadi erosi akibat hancuran butir hujan 6. Kondisi dalam tanah dianggap homogen 7. Bocoran diabaikan 8. Proses dinamis air di dalam tanah dapat didekati dengan struktur model 9. Evaporasi dari aliran permukaan diabaikan 10. Nilai intersepsi dianggap tetap untuk setiap kondisi intensitas hujan 11. Air intersepsi pada tajuk tanaman dianggab terevaporasi kembali 12. Infiltrasi dianggap tidak dipengaruhi oleh intensitas hujan 13. Interflow bersatu dengan aliran permukaan menuju saluran

3.9. Analisis Sosial Ekonomi DAS

Parameter sosial ekonomi yang dibutuhkan untuk analisis adalah data-data sekunder meliputi : 1. Kependudukan a. Jumlah dan Kepadatan Penduduk Analisis digunakan untuk mengetahui jumlah dan tingkat kepadatan penduduk dikaitkan dengan sumberdaya lahan yang tersedia. Universitas Sumatera Utara b. Persebaran Penduduk Analisis digunakan untuk mengetahui penyebaran penduduk antara kota dan desa, serta antar unit wilayah. Persebaran penduduk desa dan kota merupakan proporsi penduduk Desa dan kota terhadap jumlah penduduk. c. Komposisi Penduduk Komposisi penduduk dibedakan menurut umur dan jenis kelamin. Komposisi dimaksud dibutuhkan dalam perencanaan pengembangan fasililas pelayanan sosial dan ekonomi. d. Perkiraan Laju Pertumbuhan Penduduk Perkiraan laju pertumbuhan penduduk diperlukan dalam perencanaan pembangunan daerah, untuk: i memperkirakan jumlah dan jenis fasilitas pelayanan sosial ekonomi yang dibutuhkan selama kurun waktu pelaksanaan rencana, dan ii merubah kecenderungan laju pcrtumbuhan penduduk dalam rangka menanggulangi dinamika penduduk yang terlalu pesat. Pertumbuhan penduduk di suatu daerah dipengaruhi oleh : 1 besarnya kclahiran, 2 besarnya kematian. dan 3 besarnya migrasi masuk dan migrasi keluar. 2. Tekanan penduduk Tekanan penduduk adalah indeks yang dimaksudkan untuk menghitung dampak penduduk di lahan pertanian terhadap lahan tersebut. Makin besar jumlah penduduk makin besar pula kebutuhan akan sumberdaya, sehingga tekanan terhadap sumberdaya juga meningkat. Tekanan penduduk dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut Soemarwoto, 1984. Universitas Sumatera Utara TP = Z x L r t P f o 2  dimana : TP = indeks tekanan penduduk Z = luas lahan minimal per-petani untuk dapat hidup layak f = proporsi petani dalam populasi P = jumlah penduduk pada waktu t = 0 r = tingkat pertumbuhan penduduk rata-rata per tahun t = rentang waktu dalam tahun 5 L = total luas wilayah lahan pertanian Hasil perhitungan tersebut diinterpretasikan sebagai berikut : - TP 1 lahan masih dapat menampung lebih banyak penduduk petani - TP 1 tekanan penduduk melebihi kapasitas lahan. Sebagai Catatan besarnya nilai Z adalah luas lahan yang mampu memberikan hasil sebesar 400 kg ekivalen berastahun. Diantara cara-cara untuk menurunkan tekanan penduduk adalah dengan memperkecil nilai Z yaitu melalui intensifikasi agar produktifitas tanah lebih tinggi, sehingga luas lahan minimal untuk hidup layak dapat dipersempit. Apabila memungkinkan dapat pula secara ekstensifikasi pada lahan-lahan yang selama ini kurang produktif. Setelah tekanan penduduk pada lahan diketahui, dapat pula dipilih kegiatan yang menunjang konservasi tanah yang juga memperhitungkan hal ini. Apabila TP 1 ada beberapa pilihan, misalnya menganjurkan petani pindah ke sektor lain seperti Universitas Sumatera Utara industri, mencari penghasilan di luar usaha tani, menganjurkan transmigrasi, atau memusatkan pada pengendalian populasi melalui keluarga berencana. 3. Kerapatan Tenaga Kerja Untuk mengetahui gambaran jumlah tenaga kerja yang produktif dalam wilayah didapatkan dari perhitungan jumlah penduduk yang berusia antara 16 tahun sd 55 tahun. Klasifikasi umur tersebut dikategorikan sebagai angkatan kerja produktif, sedang yang berumur dibawah 16 tahun dan diatas 55 tahun dikategorikan sebagai angkatan kerja tidak produktif. Karena keadaan tersebut berada dalam satu wilayah maka tenaga kerja tidak produktif sebagai konsumtif menjadi beban tanggungan tenaga kerja produktif untuk menopang kehidupannya. Untuk melihat besarnya beban tanggungan tersebut dapat didekati dengan rumus: Beban tanggungan Tenaga Produktif = produktif Tenaga Jumlah produktif tidak tenaga Jumlah Misal hasil perhitungan diperoleh nilai beban tanggunan sebesar 0,95 atau 95, ini berarti setiap 100 tenaga kerja produktif menopang kehidupan 95 orang tenaga tidak produktif disamping dirinya sendiri. Sedangkan untuk mengetahui kerapatan tenaga kerja dalam satu wilayah geografis dan agraris dapat didekati dengan rumus: Jumlah tenaga kerja produktif = 2 Km Wilayah Luas produktif tidak tenaga Jumlah Kerapatan tenaga kerja = 2 tan tan Ha ian per ah Luas produktif tidak tenaga Jumlah Universitas Sumatera Utara Disamping dapat mengetahui kerapatan tenaga kerja dapat dibandingkan dengan kepadatan penduduk secara keseluruhan yaitu dengan pendekatan sebagai berikut: Kepadatan penduduk geografis = 2 Km Wilayah Luas penduduk Jumlah Kepadatan penduduk agraris = 2 tan tan Ha ian per ah Luas penduduk Jumlah Dengan perhitungan-perhitungan di atas memberi gambaran kondisi kepadatan penduduk, tersedianya tenaga kerja, kerapatan tenaga dalam satu wilayah yang diamati sehingga dapat untuk mempertimbangkan potensi tenaga yang ada.

3.10. Tingkat pendapatan petani