Pendugaan Cadangan Karbon Above Ground Biomass (AGB) pada Tegakan Agroforestri di Kabupaten Langkat
PENDUGAAN CADANGAN KARBON Above Ground Biomass (AGB) PADA TEGAKAN AGROFORESTRI DI KABUPATEN LANGKAT
SKRIPSI
Oleh : Yusrani Dwi Paulina Malau
081201059 Manajeman Hutan
PROGRAM STUDI KEHUTANAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2013
Universitas Sumatera Utara
PENDUGAAN CADANGAN KARBON Above Ground Biomass (AGB) PADA TEGAKAN AGROFORESTRI DI KABUPATEN LANGKAT
SKRIPSI
Oleh : Yusrani Dwi Paulina Malau
081201059 Manajeman Hutan Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarajana di Program Studi Kehutanan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI KEHUTANAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2013
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR PENGESAHAN
Judul
: Pendugaan Cadangan Karbon Above Ground Biomass (AGB)
pada Tegakan Agroforestri di Kabupaten Langkat
Nama
: Yusrani Dwi Paulina Malau
NIM : 081201059
Program Studi : Manajemen Hutan
Ketua
Disetjui Oleh Komisi Pembimbing
Rahmawaty, S.Hut, MSi, Ph.D
Anggota Riswan S.Hut
Mengetahui, Ketua Program Studi Kehutanan Siti Latifah S. Hut, M.Si, Ph.D
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Yusrani Dwi Paulina Malau. Pendugaan Cadangan Karbon Above Ground Biomass (AGB) pada Tegakan Agroforestri di Kabupaten Langkat. Dibimbing oleh Rahmawaty dan Riswan.
Perubahan tata guna lahan dan perubahan penutupan lahan melalui konversi hutan merupakan penyebab dalam pemanasan global. Sehubungan dengan perubahan iklim, sistem agroforestri diperkirakan memiliki potensi yang tinggi dalam penyerapan karbon di atmosfer. Sistem agroforestri berkontribusi mengurangi peningkatan CO2 atmosfer dan gas rumah kaca lainnya dengan cara meningkatkan karbon dalam tanah dan mengurangi tekanan untuk pembukaan lahan hutan, dimana karbon yang berasal dari CO2 tersebut diambil oleh tanaman dan disimpan dalam bentuk biomassa. Penelitian ini bertujuan untuk menghitung C-stock dan untuk memetakan sebaran karbon pada tegakan agroforestri di Kabupaten Langkat dengan menggunakan data penginderaan jarak jauh. Perhitungan kandungan karbon dilakukan tanpa melakukan pengrusakan dengan menggunakan metode allometrik dan metode lanskap (NDVI).
Jenis-jenis vegetasi yang ada di lahan sebaran agroforestri di Kabupaten Langkat yaitu sengon, mindi, sungkai, coklat, mangga, mahoni, nangka, durian, karet, kemiri, jati, jengkol, petai, dan duku. Jumlah cadangan karbon pada tegakan agroforestri di Kecamatan Sei Bingai, Kecamatan Bahorok, dan Kecamatan Wampu yaitu 58,438 ton/ha, 63,005 ton/ha, dan 56,76 ton/ha. Perbedaan perolehan kandungan karbon dipengaruhi oleh kerapatan vegetasi, keragaman ukuran diameter dan sebaran berat jenis vegetasi.
Hasil analisis indeks vegetasi NDVI dengan data lapangan (karbon) menghasilkan persamaan regresi linier sederhana yaitu Y = 33,62+43,53x dengan nilai koefisien korelasi yaitu 0,807. Dari hasil yang diperoleh menunjukkan adanya hubungan linier yang sangat baik sehingga dapat dikatakan hasil estimasi cadangan karbon yang dilakukan dapat menjelaskan keadaan yang ada di lapangan.
Kata kunci: Agroforestri, Kandungan Karbon, NDVI, Biomassa
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Yusrani Dwi Paulina Malau. The Estimate of Carbon Stocks Above Ground Biomass (AGB) on Agroforestry Stands in Langkat District. Guided by Rahmawaty and Riswan.
Changes in landuse and land cover change through forest conversion is the caused of global warming. Due to the climate change, agroforestry systems is estimated to have a high potential for carbon sequestration in the atmosphere. Agroforestry systems contribute to reducing the increase in atmospheric CO2 and other greenhouse gases by increasing carbon in the soil and reduce the pressure for forest clearing, where the carbon comes from CO2 is taken up by plants and stored in the form of biomass. This study aims to quantify the carbon content and to map the distribution of carbon in agroforestry stands in Langkat District using data of remote sensing. Calculation of carbon stocks doing with non-destructive by using allometric method and landskap (NDVI) method.
Vegetation types that exist in distribution of land agroforestry in Langkat District are sengon, mindi, sungkai, coklat, mangga, mahoni, nangka, durian, karet, kemiri, jati, jengkol, petai, and duku. The amount of carbon stocks in agroforestry stands in Sei Bingai subdistrict, Bahorok subdistrict, and Wampu subdistrict are 58,438 ton/ha, 63,005 ton/ha, and 56,76 ton/ha. Differences in carbon content acquistion is influenced by vegetation density, diversity of size, and distribution of vegetation density.
NDVI vegetation index analysis with field data (carbon content) results in a simple linear regression equation is Y = 33,62+43,53x with a correlation coefficient is 0,807. The results obtained showed a good liniear relationship that can be said on the estimation of carbon stocks that can be done to explain the circumstances that exist in the field. Keywords: Agroforestry, Carbon Stock, NDVI, Biomass
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Pematang Siantar pada tanggal 24 Nopember 1989 dari bapak J. Malau dan ibu D. Rajagukguk. Penulis merupakan anak kedua dari lima bersaudara.
Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar di SDN 091713 Amborokan, Sindar Raya pada tahun 2002, Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama di SLTPN 2 Pematang Raya pada tahun 2005, dan Sekolah Menengah Atas di SMA RK Bintang Timur Pematang Siantar pada tahun 2008. Pada tahun 2008, penulis lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara (USU) melalui jalur Seleksi Nasional Mahasiswa Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN). Penulis memilih program studi Manajemen Hutan, Departemen Kehutanan.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi asisten untuk Praktik Pengenalan Ekosistem Hutan (P2EH) dibawah bimbingan Irawaty Azhar, S.Hut., M.Si.
Penulis mengikuti kegiatan Praktik Pengenalan Ekosistem Hutan di Kawasan Danau Lau Kawar dan TWA Deleng Lancuk, Kabupaten Karo selama 10 hari. Penulis juga melaksanakan Praktik Kerja Lapangan (PKL) di Perum Perhutani Unit II KPH Banyuwangi Utara pada 1 Februari-1 Maret 2012. Penulis melakukan penelitian di lahan sebaran agrofoestri di Kabupaten Langkat pada bulan Juli-Nopember 2012 dengan judul “Pendugaan Cadangan Karbon Above Ground Biomass (AGB) pada Tegakan Agroforestri di Kabupaten Langkat” dibawah bimbingan Rahmawaty S, Hut., M.Si., Ph.D dan Riswan S, Hut.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa, atas kasih dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Pendugaan Cadangan Karbon Above Ground Biomass (AGB) pada Tegakan Agroforestri di Kabupaten Langkat tepat pada waktunya.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada kedua orang tua penulis yang telah membesarkan dan mendidik penulis selama ini. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Rahmawaty S.Hut., M.Si., Ph.D dan Riswan, S.Hut selaku ketua dan anggota komisi pembimbing yang telah membimbing dan memberikan berbagai masukan yang membangun dalam penyusunan skripsi ini.
Penulis menyadari dalam penulisan dan penyajian dalam tulisan ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu dengan kerendahan hati penulis akan menerima kritikan dan saran yang bersifat membangun. Akhir kata penulis berharap semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi pihak-pihak yang membutuhkan.
Medan, Januari 2013
Penulis
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ...................................................................................................... i
ABSTRACT .................................................................................................... ii
RIWAYAT HIDUP ........................................................................................ iii
KATA PENGANTAR.................................................................................... iv
DAFTAR ISI................................................................................................... v
DAFTAR TABEL .......................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR...................................................................................... viii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. ix
PENDAHULUAN Latar Belakang ............................................................................................ 1 Tujuan Penelitian......................................................................................... 2 Manfaat Penelitian....................................................................................... 3
TINJAUAN PUSTAKA Biomassa dan Pemanasan Global................................................................ 4 Potensi Agroforestri dalam Menyerap Karbon ........................................... 9 Metode Allometrik untuk Menduga Cadangan Karbon .............................. 12 Estimasi Cadangan Karbon Menggunakan Data Penginderaan Jauh.......... ................................................................................................................... 14
METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat ...................................................................................... 18 Gambaran Umum Lokasi Penelitian ........................................................... 19 Alat dan Bahan ............................................................................................ 19 Metode Penelitian........................................................................................ 20 Pelaksanaan Penelitian ................................................................................ 20 Pembuatan Plot pada Areal Sebaran ........................................................... 21 Pendugaan C-Stock dalam Tingkat Landskap ............................................. 24 Hubungan antara Karbon dan NDVI........................................................... 26 Tahapan Pendugaan Cadangan Karbon....................................................... 27
HASIL DAN PEMBAHASAN Keadaan Agroforestri .................................................................................. 28 Biomassa Tegakan....................................................................................... 31 Potensi Agroforestri dalam Menyerap Karbon ........................................... 34 Hubungan Nilai NDVI dengan Karbon....................................................... 37 Uji Statistik Koefisien Korelasi................................................................... 43
Universitas Sumatera Utara
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ................................................................................................. 45 Saran............................................................................................................ 45
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 46 LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
1. Rumus-rumus allometrik untuk menduga biomassa beberapa jenis tanaman yang umum ditanam pada lahan agroforestri..............................13
2. Data primer dan sekunder yang digunakan ...............................................21 3. Jenis-jenis pohon pada plot sebaran agroforestri .....................................29 4. Kandungan biomassa berdasarkan kelas diameter (ton/ha) .....................32 5. Kandungan karbon total agroforestri.........................................................36 6. Rata-rata cadangan karbon di atas permukaan tanah pada berbagai
sistem penggunaan lahan di Kabupaten Nunukan ....................................37 7. Hubungan nilai NDVI dengan data lapangan (biomassa) ........................38 8. Hasil perhitungan NDVI berdasarkan biomassa ......................................43
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
1. Peta lokasi penelitian ........................................................................... 18 2. Pembuatan plot .................................................................................... 23 3. Diagram alir penelitian......................................................................... 27 4. Peta sebaran agroforestri di Kabupaten Langkat ................................. 30 5. Biomassa tegakan agroforestri berdasarkan diameter ......................... 34 6. Perbandingan Kandungan Karbon ...................................................... 35 7. Hubungan nilai NDVI dengan karbon ................................................ 39 8. Kenampakan citra indeks vegetasi dan penyebaran titik sampel ......... 40 9. Sebaran nilai NDVI ............................................................................. 41 10. Peta sebaran cadangan karbon agroforestri Kabupaten langkat .......... 42 11. Regresi Linier Kandungan Karbon dengan NDVI............................... 44
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
1. Hasil perhitungan biomassa total tegakan Kecamatan Sei Bingai ....... 50 2. Hasil perhitungan biomassa total tegakan Kecamatan Bahorok .......... 58 3. Hasil perhitungan biomassa total tegakan Kecamatan Wampu ........... 65 4. Dokumentasi ........................................................................................ 73
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Yusrani Dwi Paulina Malau. Pendugaan Cadangan Karbon Above Ground Biomass (AGB) pada Tegakan Agroforestri di Kabupaten Langkat. Dibimbing oleh Rahmawaty dan Riswan.
Perubahan tata guna lahan dan perubahan penutupan lahan melalui konversi hutan merupakan penyebab dalam pemanasan global. Sehubungan dengan perubahan iklim, sistem agroforestri diperkirakan memiliki potensi yang tinggi dalam penyerapan karbon di atmosfer. Sistem agroforestri berkontribusi mengurangi peningkatan CO2 atmosfer dan gas rumah kaca lainnya dengan cara meningkatkan karbon dalam tanah dan mengurangi tekanan untuk pembukaan lahan hutan, dimana karbon yang berasal dari CO2 tersebut diambil oleh tanaman dan disimpan dalam bentuk biomassa. Penelitian ini bertujuan untuk menghitung C-stock dan untuk memetakan sebaran karbon pada tegakan agroforestri di Kabupaten Langkat dengan menggunakan data penginderaan jarak jauh. Perhitungan kandungan karbon dilakukan tanpa melakukan pengrusakan dengan menggunakan metode allometrik dan metode lanskap (NDVI).
Jenis-jenis vegetasi yang ada di lahan sebaran agroforestri di Kabupaten Langkat yaitu sengon, mindi, sungkai, coklat, mangga, mahoni, nangka, durian, karet, kemiri, jati, jengkol, petai, dan duku. Jumlah cadangan karbon pada tegakan agroforestri di Kecamatan Sei Bingai, Kecamatan Bahorok, dan Kecamatan Wampu yaitu 58,438 ton/ha, 63,005 ton/ha, dan 56,76 ton/ha. Perbedaan perolehan kandungan karbon dipengaruhi oleh kerapatan vegetasi, keragaman ukuran diameter dan sebaran berat jenis vegetasi.
Hasil analisis indeks vegetasi NDVI dengan data lapangan (karbon) menghasilkan persamaan regresi linier sederhana yaitu Y = 33,62+43,53x dengan nilai koefisien korelasi yaitu 0,807. Dari hasil yang diperoleh menunjukkan adanya hubungan linier yang sangat baik sehingga dapat dikatakan hasil estimasi cadangan karbon yang dilakukan dapat menjelaskan keadaan yang ada di lapangan.
Kata kunci: Agroforestri, Kandungan Karbon, NDVI, Biomassa
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Yusrani Dwi Paulina Malau. The Estimate of Carbon Stocks Above Ground Biomass (AGB) on Agroforestry Stands in Langkat District. Guided by Rahmawaty and Riswan.
Changes in landuse and land cover change through forest conversion is the caused of global warming. Due to the climate change, agroforestry systems is estimated to have a high potential for carbon sequestration in the atmosphere. Agroforestry systems contribute to reducing the increase in atmospheric CO2 and other greenhouse gases by increasing carbon in the soil and reduce the pressure for forest clearing, where the carbon comes from CO2 is taken up by plants and stored in the form of biomass. This study aims to quantify the carbon content and to map the distribution of carbon in agroforestry stands in Langkat District using data of remote sensing. Calculation of carbon stocks doing with non-destructive by using allometric method and landskap (NDVI) method.
Vegetation types that exist in distribution of land agroforestry in Langkat District are sengon, mindi, sungkai, coklat, mangga, mahoni, nangka, durian, karet, kemiri, jati, jengkol, petai, and duku. The amount of carbon stocks in agroforestry stands in Sei Bingai subdistrict, Bahorok subdistrict, and Wampu subdistrict are 58,438 ton/ha, 63,005 ton/ha, and 56,76 ton/ha. Differences in carbon content acquistion is influenced by vegetation density, diversity of size, and distribution of vegetation density.
NDVI vegetation index analysis with field data (carbon content) results in a simple linear regression equation is Y = 33,62+43,53x with a correlation coefficient is 0,807. The results obtained showed a good liniear relationship that can be said on the estimation of carbon stocks that can be done to explain the circumstances that exist in the field. Keywords: Agroforestry, Carbon Stock, NDVI, Biomass
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
Latar Belakang Perubahan tata guna lahan dan perubahan penutupan lahan melalui
konversi hutan merupakan penyebab dalam pemanasan global. Pemanasan global akibat meningkatnya gas rumah kaca telah mempengaruhi ekosistem bumi yang terjadinya perubahan suhu, ketersediaan air, dan meningkatnya akumulasi karbon (C) yang disebabkan oleh konsentrasi CO2 meningkat (Murdiyarso et al., 1994).
Dampak konversi hutan ini baru terasa apabila diikuti dengan degradasi tanah dan hilangnya vegetasi, serta berkurangnya proses fotosintesis. Untuk menurunkan dampak dari pemanasan global ini adalah dengan upaya mitigasiyaitu berupa upaya untuk menstabilkan konsentrasi CO2 di atmosfer yang salah satunya dengan cara melakukan penanaman jenis tanaman berkayu pada areal-areal hutan dan lahan yang terdegradasi.
Sehubungan dengan perubahan iklim, sistem agroforestri diperkirakan memiliki potensi yang tinggi dalam penyerapan karbon di atmosfer. Menurut Utami et. al. (2003) agroforestri adalah salah satu sistem pengelolaan lahan yang berfungsi produktif dan protektif. Sistem agroforestri berkontribusi mengurangi peningkatan CO2 atmosfer dan gas rumah kaca lainnya dengan cara meningkatkan karbon dalam tanah dan mengurangi tekanan untuk pembukaan lahan hutan, dimana karbon yang berasal dari CO2 tersebut diambil oleh tanaman dan disimpan dalam bentuk biomassa.
Sistem agroforestri lebih menguntungkan daripada sistem pertanian berbasis tanaman musiman bila ditinjau dari cadangan karbon. Hal ini disebabkan oleh adanya pepohonan yang memiliki biomassa tinggi dan masukan serasah yang
Universitas Sumatera Utara
bermacam-macam kualitasnya serta terjadi secara terus menerus. Walaupun peran agroforestri dalam mempertahankan cadangan karbon di daratan masih lebih rendah dibandingkan dengan hutan alam, tetapi sistem ini dapat merupakan suatau tawaran yang dapat memberikan harapan besar dalam meningkatkan cadangan karbon pada lahan-lahan terdegradasi (Widianto et al., 2003).
Sejauh ini praktek agroforestri telah banyak ditemukan di berbagai tempat di Indonesia terutama di Kabupaten Langkat. Sampai saat ini data dan potensi agroforestri khususnya di Kabupaten Langkat belum banyak diketahui dan belum dianggap sebagai salah satu sumber daya yang mampu mengatasi masalah yang timbul akibat adanya alih fungsi lahan. Melalui penelitian ini akan dilakukan pendugaan karbon tersimpan pada tegakan agroforestri (kebun campuran) dengan mengambil studi kasus pada Kecamatan Sei Bingei, Kecamatan Bahorok, dan Kecamatan Wampu yang ada di Kabupaten Langkat. Pada tahun 2009, Dinas Kehutanan dan Perkebunan kabupaten Langkat mencatat luas kebun campuran sekitar 112.912,79 ha dan tiga kecamatan yang telah disebutkan memiliki potensi yang cukup besar. Untuk mengetahui seberapa besar karbon tersimpan maka digunakan metode yang sudah ada sebelumnya (allometrik) dan menggunakan informasi dari data penginderaan jarak jauh serta pengukuran di lapangan.
Tujuan Penelitian 1. Untuk menghitung C-stock pada permukaan tegakan agroforestri di Kabupaten Langkat. 2. Untuk memetakan sebaran karbon pada tegakan agroforestri di Kabupaten Langkat dengan menggunakan metode NDVI.
Universitas Sumatera Utara
Manfaat Penelitian 1. Sebagai informasi bagi pihak-pihak yang membutuhkan khususnya bagi peneliti terkait dengan biomassa karbon tersimpan pada lahan agroforestri 2. Sebagai informasi bagi dunia pendidikan, penelitian, masyarakat umum, dan lembaga terkait dalam pengelolaan sumber daya alam.
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
Biomassa dan Pemanasan Global Biomassa adalah jumlah bahan organik yang diproduksi oleh organisme
(tumbuhan) per satuan unit area pada suatu saat. Biomassa bisa dinyatakan dalam ukuran berat, seperti berat kering dalam satuan gram, atau dalam kalori. Oleh karena kandungan air yang berbeda setiap tumbuhan, maka biomassa diukur berdasarkan berat kering. Unit satuan biomassa adalah gr per m2 atau ton per ha (Brown, 1997).
Pada ekosistem daratan, cadangan karbon disimpan dalam 3 komponen pokok yaitu:
1. Bagian hidup (biomassa): massa dari bagian vegetasi yang masih hidup yaitu batang, ranting dan tajuk pohon (berikut akar atau estimasinya), tumbuhan bawah atau gulma dan tanaman semusim.
2. Bagian mati (nekromassa): masa dari bagian pohon yang telah mati baik yang masih tegak di lahan (batang atau tunggul pohon), kayu tumbang/tergeletak di permukaan tanah, tonggak atau ranting dan daundaun gugur (serasah) yang belum terlapuk.
3. Tanah (bahan organik tanah): sisa makhluk hidup (tanaman, hewan, dan manusia) yang telah mengalami pelapukan baik sebagian maupun seluruhnya dan telah menjadi bagian dari tanah. Ukuran partikel biasanya lebih kecil dari 2 mm.
Universitas Sumatera Utara
Ketiga komponen karbon berdasarkan keberadaannya di alam dapat dibedakan menjadi 2 kelompok yaitu:
a. Karbon di atas permukaan tanah, meliputi: • Biomassa pohon. Proporsi terbesar cadangan karbon di daratan umumnya terdapat pada komponen pepohonan. Untuk mengurangi tindakan perusakan selama pengukuran, biomassa pohon dapat diestimasi dengan menggunakan persamaan allometrik yang didasarkan pada pengukuran diameter batang (dan tinggi pohon, jika ada). • Biomassa tumbuhan bawah. Tumbuhan bawah meliputi semak belukar yang berdiameter batang < 5 cm, tumbuhan menjalar, rumput-rumputan atau gulma. Estimasi biomassa tumbuhan bawah dilakukan dengan mengambil bagian tanaman (melibatkan perusakan). • Nekromassa. Batang pohon mati baik yang masih tegak atau telah tumbang dan tergeletak di permukaan tanah, yang merupakan komponen penting dari C dan harus diukur pula agar diperoleh estimasi cadangan karbon yang akurat. • Seresah. Seresah meliputi bagian tanaman yang telah gugur berupa daun dan ranting-ranting yang terletak di permukaan tanah.
b. Karbon di dalam tanah, meliputi: • Biomassa akar. Akar mentransfer karbon dalamjumlah besarlangsung ke dalam tanah, dan keberadaannya dalam tanah bisa cukup lama. Pada tanah hutan biomasa akar lebih didominasi oleh akar-akar besar (diameter > 2 mm), sedangkan pada tanah pertanian lebih didominasi oleh akar-akar halus yang lebih pendek daur hidupnya. Biomassa akar dapat pula
Universitas Sumatera Utara
diestimasi berdasarkan diameter akar (akar utama), sama dengan cara untuk mengestimasi biomasa pohon yang didasarkan pada diameter batang • Bahan organik tanah. Sisa tanaman, hewan dan manusia yang ada dipermukaan dan di dalam tanah, sebagian atau seluruhnya dirombak oleh organisme tanah sehingga melapuk dan menyatu dengan tanah, dinamakan bahan organik tanah. Tanaman atau pohon berumur panjang yang tumbuh di hutan maupun di kebun campuran (agroforestri) merupakan tempat penimbunan atau penyimpanan karbon (rosot karbon = karbon sink) yang jauh lebih besar daripada tanaman semusim. Oleh karena itu, hutan alami dengan keragaman jenis pepohonan berumur panjang dan serasah yang banyak merupakan gudang penyimpanan karbon tertinggi (baik di atas maupun di dalam tanah). Hutan juga melepaskan CO2 ke udara lewat respirasi dan dekomposisi (pelapukan) serasah, namun pelepasannya terjadi secara bertahap, tidak sebesar bila ada pembakaran yang melepaskan CO2 sekaligus dalam jumlah yang besar. Bila hutan diubah fungsinya menjadi lahan-lahan pertanian atau perkebunan atau ladang pengembalaan maka jumlah karbon tersimpan akan merosot. Berkenaan dengan upaya pengembangan lingkungan bersih, maka jumlah CO2 di udara harus dikendalikan dengan jalan meningkatkan jumlah serapan CO2 oleh tanaman sebanyak mungkin dan menekan pelepasan (emisi) CO2 ke udara serendah mungkin. Jumlah karbon tersimpan dalam setiap penggunaan lahan tanaman, serasah dan tanah, biasanya disebut juga sebagai cadangan karbon (Hairiah et al., 2007). Di permukaan bumi ini, kurang lebih terdapat 90% biomassa yang terdapat dalam hutan berbentuk pokok kayu, dahan, daun, akar dan sampah hutan
Universitas Sumatera Utara
(serasah), hewan dan jasad renik. Biomassa ini merupakan hasil fotosintesis berupa selulosa, lignin, gula, bersama dengan lemak, pati, protein, damar, fenol, dan senyawa lainnya (Arief, 1994).
Biomassa tumbuhan bertambah karena tumbuhan ini mengikat karbondioksida (CO2) dari udara dan mengubahnya menjadi bahan organik melalui proses fotosintesis. Proses fotosintesis ini diawali dengan pengambilan karbondioksida dari udara dan air dari tanah oleh tumbuh-tumbuhan berklofil hijau. Dengan bantuan klorofil a dan b dan dibawah pengaruh sinar matahari sebagai energi, tumbuh-tumbuhan mampu mengubah karbondioksida dan air menjadi gula, air dan oksigen atau zat asam. Energi cahaya matahari yang tertangkap dalam proses fotosintesis itu akhirnya diubah menjadi energi kimia yang tersimpan dalam zat-zat organik seperti gula, tepung, lemak dan sebagainya disimpanan dalam akar, batang, buah, cabang dan, daun. Energi matahari yang diubah menjadi energi kimia oleh tumbuh-tumbuhan hijau ini digunakan untuk membentuk bahan-bahan organik, yang semakin lama semakin tinggi kadar energinya (Zebua, 2008).
Perubahan iklim global pada dekade terakhir ini terjadi karena terganggunya keseimbangan energi antara bumi dan atmosfer akibat meningkatnya konsentrasi gas rumah kaca (GRK), terutama karbondioksida (CO2). Indonesia sebagai negara penyumbang CO2 terbesar ketiga di dunia, dengan emisi CO2 rata-rata per tahun 3000 Mt atau berarti telah menyumbangkan sekitar 10% dari total emisi CO2 di dunia. Meningkatnya konsentrasi CO2 disebabkan oleh pengelolaan lahan yang kurang tepat antara lain pembakaran
Universitas Sumatera Utara
hutan dalam skala luas secara bersamaan dan pengeringan lahan gambut untuk pembukaan lahan-lahan pertanian (Hairiah, K. et.al., 2007).
Indonesia memiliki berbagai macam penggunaan lahan, mulai dari yang paling ekstensif misalnya agroforestri kompleks yang menyerupai hutan hingga paling intensif seperti sistem pertanian semusim monokultur. Pengukuran secara kuantitatif C tersimpan dalam berbagai macam penggunaan lahan perlu dilakukan. Untuk itu diperlukan metoda pengukuran standar yang baku dan telah dipergunakan secara luas, agar hasilnya dapat dibandingkan antar lahan dan antar lokasi.
Tumbuhan akan mengurangi karbon di atmosfer (CO2) melalui proses fotosintesis dan menyimpannya dalam jaringan tumbuhan. Sampai waktunya karbon tersebut tersikluskan kembali ke atmosfer, karbon tersebut akan menempati salah satu dari sejumlah kantong karbon. Semua komponen penyusun vegetasi baik pohon, semak, liana dan, epifit merupakan bagian dari biomassa atas permukaan. Di bawah permukaan tanah, akar tumbuhan juga merupakan penyimpan karbon selain tanah itu sendiri. Pada tanah gambut, jumlah simpanan karbon mungkin lebih besar dibandingkan dengan simpanan karbon yang ada di atas permukaan. Karbon juga masih tersimpan pada bahan organik mati dan produk-produk berbasis biomassa seperti produk kayu baik ketika masih dipergunakan maupun sudah berada di tempat penimbunan. Karbon dapat tersimpan dalam kantong karbon dalam periode yang lama atau hanya sebentar. Peningkatan jumlah karbon yang tersimpan dalam karbon pool ini mewakili jumlah karbon yang terserap dari atmosfer.
Universitas Sumatera Utara
Potensi Agroforestri dalam Menyerap Karbon Pembiayaaan pembangunan di negara berkembang seperti Indonesia
umumnya berasal dari hasil ekploitasi sumberdaya alam, industri dengan teknologi yang kurang bersahabat dengan lingkungan. Eksploitasi yang berlebihan terhadap sumber daya alam mengakibatkan terjadinya deforestsi, konversi lahan pertanian, dan pencemaran lingkungan. Keadaan ini diperparah oleh lemahnya pemahaman etika lingkungan dan cenderung antroposentris dan eksploitatif. Jika deforestasi dan konversi lahan semakin tidak terkendali dikhawatirkan berdampak luas diantaranya pada peningkatan konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer yang menyebabkan terjadinya hujan asam, peningkatan suhu bumi, dan perubahan iklim global.
Terkait dengan upaya menekan efek gas rumah kaca yaitu mengurangi kadar gas CO2 di atmosfer, skema perdagangan karbon merupakan peluang yang perlu mendapat perhatian. Clean Development Mechanism (CDM) yang merupakan sebuah rekomendasi Protokol Kyoto, dalam pelaksanaannya mengacu kepada tiga aspek pembangunan berkelanjutan yaitu pertumbuhan ekonomi (economic growth), kesejahteraan sosial yang adil dan merata (social progress), serta berkelanjutan ekologi dalam tata kehidupan yang serasi dan seimbang (ecological balance) (Riyadi, 2005).
Konsep agroforestri yaitu suatu sistem pertanian berbasis pepohonan yang bertujuan untuk meningkatkan pendapatan petani dan mempertahankan kelestarian alam merupakan suatu alternatif yang paling sesuai dalam menjawab tantangan untuk mencapai tujuan pembangunan berkelanjutan. Sistem agroforestri memiliki keanekaragaman hayati yang tinggi dan menghasilkan jenis produk yang
Universitas Sumatera Utara
beragam baik kayu maupun non-kayu. Kandungan biomassanya juga tinggi sehingga pembangunan sistem agroforestri pada lahan-lahan kritis dan terlantar selain dapat memperlambat terjadinya pemanasan global juga memberikan dampak yang positif terhadap lingkungan dan sosio-ekonomi masyarakat (Roshetko et al., 2002).
Agroforestri merupakan suatu sistem penggunaan lahan dengan mengkombinasikan beberapa macam pohon baik dengan atau tanpa tanaman semusim atau ternak, pada lahan yang sama untuk mendapatkan berbagai macam keuntungan. Pada dasarnya agroforestri mempunyai beberapa komponen penyusun utama yaitu pohon (tanaman berkayu), tanaman non -pohon, ternak, dan manusia (Suprayogo et al., 2003).
Pemilihan pohon yang akan ditanam pada suatu lahan memiliki dua alasan yaitu untuk produksi dan pelayanan. Untuk produksi artinya untuk bahan bangunan, kayu bakar, obat-obatan dan lain-lain. Sedangkan yang bersifat pelayanan adalah untuk pengendalian erosi, meningkatkan kesuburan yanah, konservasi biodiversitas dan untuk penyimpanan karbon serta mengurangi efek rumah kaca. Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam pemilihan jenis untuk ditanam yaitu tujuan penanaman, jenis potensi, dan jenis yang bisa tumbuh di lokasi yang bersangkutan. Jenis-jenis pohon yang ditanam juga sangat beragam, bisa yang bernilai ekonomi tinggi misalnya kelapa, karet, cengkeh, kopi, kakao (coklat), nangka, melinjo, sengon, petai, jati, dan mahoni atau yang bernilai ekonomi rendah seperti dadap, lamtoro, dan kaliandra (Suryanto et al., 2005).
Potensi penyerapan karbon dari sistem agroforestri didasarkan kepada asumsi bahwa komponen-komponen pohon dalam sistem agroforestri dapat
Universitas Sumatera Utara
menentukan rosot karbon di atmosfer secara signifikan melalui kecepatan pertumbuhan dan produktifitas. Dengan memperhitungkan pohon dalam produksi pertanian, agroforestri dapat meningkatkan penyimpanan karbon pada lahan untuk kebutuhan tanaman pertanian. Konsep agroforestri dinilai mempunyai nilai lebih pada komponen-komponen kesuburan tanah, variasi spesies, dan konsepnya yang menyeluruh. Alasan utama yang mendasari potensi agroforestri dalam mengurangi emisi karbon yaitu banyaknya lahan di daerah tropis yang digunakan untuk kegiatan pertanian dan meningkatnya penerapan sistem agroforestri dalam waktu yang panjang akan menghasilkan peningkatan potensi yang nyata sebagai sumber biotik karbon dan meskipun jumlah karbon yang diserap per satuan luas relatif lebih rendah dibandingkan dengan hutan alam dan hutan tanaman, kayu yang diproduksi sering dipakai sebagai kayu bakar menggantikan bahan bakar fosil. Penggunaan kayu hasil agroforestri yang tidak untuk kayu bakar akan mengurangi tekanan terhadap penebangan hutan alam dan kebutuhan bahan bakar dari sumber yang tidak diperbaharui.
Widianto et al. (2003) menyatakan bahwa bila ditinjau dari cadangan karbon, sistem agroforestri lebih menguntungkan daripada sistem pertanian berbasis tanaman musiman. Hal ini disebabkan oleh adanya pepohonan yang memiliki biomassa tinggi dan masukan serasah yang bermacam-macam kualitasnya serta terjadi secara terus-menerus. Walaupun peran agroforestri dalam mempertahankan cadangan karbon di daratan masih lebih rendah bila dibandingkan dengan hutan alam, tetapi sistem ini dapat merupakan suatu tawaran yang dapat memberikan harapan besar dalam meningkatkan cadangan karbon pada lahan-lahan terdegradasi.
Universitas Sumatera Utara
Kawasan penyangga yang berada di kawasan Taman Nasional Gunung Leuser cukup banyak menerapkan agroforestri dalam pemanfaatan lahan masyarakat seperti Bahorok. Vegetasi asli daerah penelitian menurut Dirjen Perlindungan Hutan dan Pelestarian Alam (1995) adalah hutan hujan tropis. Pada daerah-daerah yang relatif datar terdapat berbagi jenis komoditi pertanian baik tanaman perkebunan dan industri (kemiri, kulit manis, kopi, karet, dan kelapa sawit) maupun tanaman pangan, palawija, dan hortikultura. Komoditi tanaman hutan asli daerah yang banyak dibudidayakan adalah sungkai dan jenis yang banyak diintroduksikan yaitu mahoni, sengon, mindi, dan jati.
Metode Allometrik untuk Menduga Cadangan Karbon Cadangan karbon pada ekosistem teresterial (daratan) terbagi menjadi
karbon diatas permukaan dan karbon di bawah permukaan atau dalam tanah. Karbon di atas permukaan tanah meliputi biomassa pohon, biomassa tumbuhan bawah (semak belukar berdiameter < 5 cm, tumbuhan menjalar dan gulma), nekromassa (bagian pohon atau tanaman yang sudah mati) dan serasah (bagian tanaman yang gugur berupa daun dan ranting). Karbon bawah permukaan meliputi biomassa akar dan bahan organik tanah (sisa tanaman, hewan dan manusia yang mengalami dekomposisi) serta hamparan lahan gambut (Hairiah et al., 2007).
Biomassa tanaman digunakan sebagai dasar untuk menduga karbon atas permukaan. Teknik untuk mengukur biomassa bisa dilakukan dengan metode destruktif dan menggunakan persamaan allometrik. Penggunaan metode destruktif sangat memerlukan biaya yang mahal dan waktu yang panjang terutama jika dilakukan terhadap vegetasi hutan. Oleh karena itu salah satu metode
Universitas Sumatera Utara
pemecahannya dapat digunakan persamaan allometrik yang telah disusun dari
tanaman yang sejenis. Persamaan ini menghubungkan biomassa tanaman dengan
diameter dan tinggi tanaman. Pada Tabel 1 disajikan rumus-rumus allometrik
untuk menduga biomassa tanaman. Karbon atas permukaaan dapat diduga jika
biomassa telah diketahui. Persamaan allometrik merupakan persamaan yang
menghubungkan dimensi-dimensi dari pohon dengan nilai biomassa pohon. Setiap
tanaman yang berbeda akan memiliki pola yang berbeda untuk membentuk
persamaan allometrik ini (Pearson et al., 2007).
Tabel 1. Rumus-rumus allometrik untuk menduga biomassa beberapa jenis
tanaman yang umum ditanam pada lahan agroforestri
No. Jenis Tanaman 1. Sengon 2. Kopi 3. Kakao 4. Mahoni 5. Pohon bercabang 6. Pohon tidak bercabang 7. Karet
8. Jati
Rumus Allometrik
AGBest = 0.0272 D2.831 AGBest = 0.281 H D 2.06 AGBest = 0.01208 D 1.98 AGBest = 0.048 D2.68 AGBest = 0.11 ρ D2.62 AGBest = π ρ H D2/4
AGBest = -3,84 + 0,528×BA + 0,001×BA2 AGBest = 0.20091 D2.30
Sumber Sugiharto, 2002 Arifin, 2001 Yuliasmara et al., 2009 Adinugroho, 2001 Ketterings, 2001 Hairiah et al., 1999 ICRAF, 200
Hendri, 2001
Keterangan:
B = berat kering (kg)
H = tinggi pohon (cm)
D = diameter (cm) ρ = berat jenis kayu (g/cm3) BA = basal area (cm2)
Metode pendugaan cadangan karbon atas permukaan dengan pendekatan
biomassa merupakan salah satu metode yang bisa diterapkan (Gibbs et al., 2007).
Biomassa dapat diduga melalui pengukuran lapangan yang intensif atau
dikembangkan dengan persamaan allometrik yang telah disusun sebelumnya
(Brown, 1997). Model pendugaan biomassa dapat disusun berdasarkan parameter
tinggi dan diameter pohon (Johnsen et al., 2001).
Universitas Sumatera Utara
Bentuk percabangan dan produksi biomassa pohon dalam sistem agroforestri dipengaruhi oleh pengelolaannya seperti pemangkasan, pengaturan jarak tanam, pemupukan, dan penyiangan. Dengan demikian, persamaan allometrik yang digunakan untuk menaksir biomassa pohon berbeda dengan yang digunakan untuk pohon yang tumbuh di hutan.
Estimasi Cadangan Karbon Menggunakan Data Penginderaan Jauh Adanya perubahan tutupan lahan di suatu wilayah dapat mengindikasikan
dinamika cadangan karbon di wilayah tersebut. Misalnya, aktivitas konversi hutan menjadi bentuk penggunaan lahan lainnya menyebabkan terjadinya penurunan jumlah cadangan karbon. Kuantifikasi perubahan lahan yang terjadi dalam satu rentang waktu, dapat dilakukan dengan menganalisa citra satelit (misalnya Landsat) dari waktu pengambilan yang berbeda yang didukung oleh peta tutupan lahan, topografi, tanah dan sebagainya (Hairiah et al., 2011).
Saat ini terdapat tiga pendekatan untuk menduga atau memonitor biomassa, yaitu modeling, pengukuran lapangan, dan penginderaan jauh. Diantara tiga pendekatan, pengukuran langsung di lapangan dipertimbangkan lebih dapat dipercaya dan lebih teliti dibandingkan dengan dua pendekatan lainnya. Meskipun demikian, pendekatan ini mahal dan resolusi spasial data dalam studi di lapangan terbatas. Dengan memadukan data spasial dan atribut kedalam SIG, maka integrasinya (Penginderaan Jauh dan SIG) akan menawarkan suatu metoda untuk menduga biomassa pada skala wilayah yang sangat besar, dimana ketersediaan data kehutanan terbatas.
Fungsi hutan sebagai penyerap karbon membuat informasi mengenai jumlah karbon yang tertahan pada suatu kawasan hutan (stok karbon) menjadi
Universitas Sumatera Utara
penting. Salah satu cara menghitung kuantitas kandungan karbon tersimpan dalam biomassa hutan diatas permukaan tanah didasarkan pada pengukuran lapangan di tingkat plot kemudian nilai biomassa ini dikonversi menjadi kandungan karbon.
Pemanfaatan data satelit penginderaan jauh, misalnya citra Landsat, SPOT maupun Aster bersama dengan data lapangan memiliki potensi yang baik dalam pengembangan model estimasi cadangan karbon hutan. Penggunaan teknik penginderaan jauh dimaksudkan untuk memberikan penilaian umum tentang penutupan vegetasi, tidak hanya tentang lokasi proyek tetapi juga daerah di sekitarnya.
Data sinar tampak (visible) dan infra merah (infrared) dari satelit penginderaan jauh optis secara umum digunakan untuk klasifikasi tutupan lahan sedangkan data pankromatik dapat menyediakan informasi tekstur yang sangat berguna untuk menentukan jenis kanopi hutan dan batas tegakan (stand boundaries) (Roswiniarti, 2008).
Kelas-kelas vegetasi yang telah ditentukan kemudian dirubah menjadi informasi distribusi biomassa dengan mengkonversi nilai spektralnya menjadi biomassa berdasarkan pengukuran contoh/sampel plot di lapangan untuk tipe vegetasi tertentu serta menghubungkannya dengan nilai NDVI. Tahap berikutnya adalah membuat peta distribusi/penyebaran biomassa berdasarkan peta penyebaran tipe vegetasi hasil interpretasi citra satelit dan cek lapangan, kemudian mengkonversi peta biomassa menjadi peta sebaran cadangan karbon dengan mengalikan nilai biomassa dengan faktor 0,5 (Murdiyarso, 2002).
Secara garis besar, tahapan yang dilakukan adalah sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
1. Pengolahan awal data satelit; mencakup koreksi atmosfer, koreksi radiometrik, dan koreksi geometri.
2. Klasifikasi data satelit berdasarkan tutupan lahannya; memilih sistem klasifikasi tutupan lahan yang sesuai dengan kondisi studi area. Kelas tutupan lahan yang umum digunakan adalah hutan primer, hutan sekunder, perkebunan/semak/ belukar, dan lahan terbuka.
3. Perhitungan indeks vegetasi dari citra untuk menganalisa kondisi vegetasi, misalnya NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) dan EVI (Enhanced Vegetation Index).
4. Survei vegetasi untuk mengetahui jumlah biomasa di lapangan berdasarkan kelas hasil klasifikasi tutupan lahan. Inventarisasi biasanya dilakukan pada plot-plot pengukuran lapangan untuk mendapatkan jumlah biomassa diatas dan dibawah permukaan tanah.
Umumnya pendugaan biomassa di lapangan dilakukan dengan menggunakan persamaan allometrik. Biomassa yang diukur umumnya berupa biomassa pohon tegakan (diatas permukaan tanah) yang dihitung berdasarkan penjumlahan biomassa batang, cabang, dan daun.
5. Analisa data surveivegetasi untuk mendapatkan rata-rata biomasa berbagai jenis tutupan lahan
6. Penghitungan karbon untuk seluruh jenis tutupan lahan (berdasarkan hasil klasifikasi data satelit) dan analisa potensi biomasa.
7. Korelasi antara NDVI dan data survei vegetasi. Hasil pengideraan jauh dengan resolusi sedang mungkin sangat bermanfaat untuk membagi area proyek menjadi kelas-kelas vegetasi yang relatif homogen. Hasil
Universitas Sumatera Utara
pembagian kelas ini menjadi panduan untuk proses survey dan pengambilan data lapangan. Untuk mendapatkan estimasi biomassa dengan tingkat keakuratan yang baik memerlukan hasil pengideraan jauh dengan resolusi yang tinggi, tetapi hal ini akan menjadi metode alternatif dengan biaya yang besar (Roswiniarti, 2008).
Universitas Sumatera Utara
METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juli-November 2012. Penelitian ini dilaksanakan di lahan sebaran agroforestri yaitu di Kecamatan Sei Bingai, Kecamatan Bahorok, dan Kecamatan Wampu yang dapat dilihat pada Gambar 1 dan analisis data dilaksanakan di Laboratorium Manajemen Hutan, Departemen Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara.
Gambar 1. Peta lokasi penelitian Universitas Sumatera Utara
Gambaran Umum Lokasi Penelitian Lokasi penelitian terletak pada kecamatan Sei Bingai, kecamatan Bahorok
dan kecamatan Wampu. Pada kecamatan Sei Bingai berada pada desa Telaga, pada kecamatan Bahorok berada pada desa Timbang Lawan dan desa Lau Damak, dan pada kecamatan Wampu berada di desa Gohor Lama dan Stabat Lama.
Secara geografis, desa Telaga terletak pada 3,3120167 LU dan 98,3965833 BT. Menurut data BPS Kabupaten Langkat 2012, luas kecamatan Sei Bingai sekitar 33,317 km2 dan desa Telaga memiliki luas 53,38 km2 atau sekitar 16,02 % dari total keseluruhan kecamatan Sei Bingai. Luas lahan pertanian pada desa ini sekitar 38 km2 untuk lahan sawah dan sekitar 2.583 km2 untuk lahan bukan sawah termasuk di dalamnya sekitar 230 km2 untuk tanaman keras perkebunan rakyat.
Desa Timbang Lawan terletak pada 3,5065833 LU dan 98,1662667 BT serta memiliki luas 100,85 km2 (9,15%). Desa Lau Damak terletak 3,4770167 LU dan 98,1804500 BT serta memiliki luas 110,19 km2 (10%). Luas tanam tanaman keras perkebunan rakyat di desa Lau Damak sekitar 90 km2 dan di desa Timbang Lawan sekitar 69 km2.
Desa Gohor Lama terletak pada 3,7698333 LU dan 98,3835667 BT dengan luas wilayahnya sekitar 6,37 km2. Desa Stabat Lama terletak pada 3,7719167 LU dan 98,4370333 BT dengan luas wilayahnya sekitar 33,10 km2. Sirait (2009) menyatakan bahwa luasan lahan agroforestri di desa Gohor Lama sekitar 810,762 ha dan di desa Stabat Lama sekitar 96,487 ha.
Alat dan Bahan Alat yang digunakan dalam penelitian ini yaitu Global Position System
(GPS), pita ukur, tali rafia, clinometer, kamera digital, alat tulis, software Arcview
Universitas Sumatera Utara
3.3, dan ERDAS Image 8.5. Bahan yang digunakan pada penelitian ini yaitu tegakan-tegakan yang ada pada lahan agroforestri yang tersebar di Kecamatan Sei Bingei, Kecamatan Bahorok, Kecamatan Wampu dan citra satelit Landsat.
Metode Penelitian Metode yang digunakan dalam penelitian ini yaitu metode non-destructive
dengan menggunakan metode allometrik dan metode lanskap (NDVI). Metode non-destructive adalah metode perhitungan biomassa tanpa melakukan perusakan pada tegakan-tegakan yang ada dengan menggunakan rumus-rumus allometrik yang ada pada Tabel 1. Jika di lapangan dijumpai tanaman yang tidak memiliki rumus allometrik maka diklasifikasikan ke dalam pohon yang bercabang seperti duku, durian, jengkol, mangga, limus, cempedak, petai, mindi, nangka, kemiri dan pohtidak bercabang seperti sungkai dengan mengetahui berat jenis pohon tersebut.
Metode skala lanskap (NDVI) adalah metode yang memperhitungkan besaran nilai kehijauan vegetasi yang diperoleh dari pengolahan sinyal digital data nilai kecerahan (brightness) beberapa kanal data sensor satelit dari citra satelit. Metode NDVI didasarkan pada besarnya nilai digital number pada sebaran agroforestri yang disesuaikan dengan nilai biomassa hasil pengukuran di lapangan sehingga diperoleh peta sebaran cadangan karbon.
Pelaksanaan Penelitian Pelaksanaan penelitian ini meliputi kegiatan pengumpulan data dan
analisis data.
Universitas Sumatera Utara
1. Pengumpulan Data
Data yang dikumpulkan pada penelitian ini ada dua yaitu data primer dan
data sekunder. Data primer merupakan data yang diperoleh dengan survey
langsung ke lahan sebaran agroforestri di Kabupaten Langkat. Data ini diperoleh
dengan mengambil koordinat titik di lapangan menggunakan GPS serta
pengukuran tinggi dan diameter tegakan.
Data sekunder dikumpulkan dari data yang telah ada sebelumnya baik data
yang dikeluarkan oleh instansi terkait maupun literatur pendukung lainnya.
Data-data yang digunakan dalam penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Data primer dan sekunder yang digunakan
No Nama Data
Jenis Data Sumber
1. Titik sampel (training area) Primer GPS
2. Titik sampel uji lapangan
Primer GPS
3. Tinggi Tegakan
Primer Clinometer
4. Diameter tegakan
Primer Pita ukur
5. Citra Landsat 7 ETM+
Sekunder www.glovis.usgs
6.
Peta Administrasi Kabupaten Langkat
Sekunder
Dishut Sumatera Utara
7.
Peta Kawasan Kabupaten
Agroforestri
Sekunder
Dishut Sumatera Utara
Tahun 2012 2012 2012 2012 2011
2011
2011
2. Analisis Data
Analisis data dilakukan agar diperoleh hasil nilai cadangan karbon dan
peta sebaran cadangan karbon pada tegakan agroforestri. Analisis data dilakukan
dengan menghitung biomassa pohon dengan menggunakan rumus allometrik
pada Tabel 1. Setelah diketahui biomassanya, maka akan dapat diketahui
kandungan karbon dengan menggunakan rumus (5).
Pembuatan Plot pada Areal Sebaran Pengambilan plot contoh dibuat agar dapat mewakili tipe penggunaaan
lahan yang terdapat di lokasi penelitian. Plot pengukuran dibuat berdasarkan
Universitas Sumatera Utara
pertimbangan keterwakilan penutupan lahan dan kualitas citra serta aksesibilitas di lapangan. Plot dibuat sebanyak 12 dengan 4 plot pada setiap kecamatan. Maretnowati (2004) dalam penelitiannya membuat plot sampel pada lahan agoforestri dengan ukuran 5 m× 40 m dengan metode systematic plot sampling with random start. Sedangkan Yudisthira (2006) menggunakan plot dengan ukuran 10 m × 10 m dengan luasan 0,01 ha sebagai unit contoh terkecil. Pengukuran pohon dilakukan dengan cara mengukur dimensi tegakan berupa diameter setinggi dada ≥ 5 cm.
Menurut Hairiah et al. (2011) pengukuran cadangan karbon menggunakan petak contoh (plot) dibuat dengan ukuran 100 m × 20 m jika dalam plot tersebut terdapat pohon dengan diameter ≥ 30 cm. Selain itu dibuat petak contoh (sub plot utama) dengan ukuran 40 m × 5 m untuk pengukuran pohon dengan diameter 5 cm hingga 30 cm. Metode ini merupakan RaCSA (Rapid Carbon Stock Appraisal) telah mencakup cara untuk mengekstrapolasi cadangan karbon dari tingkat lahan ke tingkat bentang alam. RaCSA telah diuji pada berbagai jenis penggunaan lahan di berbagai daerah dengan kondisi iklim yang berbeda melalui kegiatan TUL-SEA (Trees in multi-Use Landscapes in Southeast Asia) dan dan ALLREDDI (The Accountability and Local Level Initiative to Reduce Emission from Deforestation and Degradation in Indonesia) yang dikoordinir oleh World Agroforestry Centre (ICRAF Southeast Asia). Pemilihan plot contoh juga didasarkan pada keanekaragaman dan kerapatan tumbuhan yang ada. Adapun prosedur pembuatan plot di lapangan sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
a. Dibuat plot dengan ukuran 20 m × 100 m bila dalam lahan yang diamati
terdapat pohon besar (diameter batang lebih dari 30 cm atau lingkar batang
lebih dari 95 cm)
b. Dibuat sub plot utama dengan ukuran 40 m × 5 m untuk pengukuran
cadangan karbon pada lahan agroforestri dengan tingkat kerapatan pohon
tinggi. Pohon yang diukur adalah pohon dengan diameter 5 cm hingga 30
cm
Utara
40 m
60 m
5m
Timur
15 m Keterangan:
= Pohon besar DBH > 30 cm (keliling 95 cm) di dalam atau di luar sub-plot utama
= Pohon dengan DBH antara 5 - 30 cm di dalam atau di luar sub-plot utama Gambar 2. Pembuatan plot
d. Dicatat nama lokal dan/atau nama latin (jika dapat diketahui) dari tanaman
yang akan diukur
e. Diukur tinggi tegakan-tegakan dan diameter yang ada di dalam plot dan sub
plot utama
Universitas Sumatera Utara
f. Dihitung biomassa pohon dengan rumus–rumus yang ada pada Tabel 1
sehingga diperoleh biomasa per pohon (kg/tanaman).
g. Dijumlah
SKRIPSI
Oleh : Yusrani Dwi Paulina Malau
081201059 Manajeman Hutan
PROGRAM STUDI KEHUTANAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2013
Universitas Sumatera Utara
PENDUGAAN CADANGAN KARBON Above Ground Biomass (AGB) PADA TEGAKAN AGROFORESTRI DI KABUPATEN LANGKAT
SKRIPSI
Oleh : Yusrani Dwi Paulina Malau
081201059 Manajeman Hutan Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarajana di Program Studi Kehutanan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI KEHUTANAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2013
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR PENGESAHAN
Judul
: Pendugaan Cadangan Karbon Above Ground Biomass (AGB)
pada Tegakan Agroforestri di Kabupaten Langkat
Nama
: Yusrani Dwi Paulina Malau
NIM : 081201059
Program Studi : Manajemen Hutan
Ketua
Disetjui Oleh Komisi Pembimbing
Rahmawaty, S.Hut, MSi, Ph.D
Anggota Riswan S.Hut
Mengetahui, Ketua Program Studi Kehutanan Siti Latifah S. Hut, M.Si, Ph.D
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Yusrani Dwi Paulina Malau. Pendugaan Cadangan Karbon Above Ground Biomass (AGB) pada Tegakan Agroforestri di Kabupaten Langkat. Dibimbing oleh Rahmawaty dan Riswan.
Perubahan tata guna lahan dan perubahan penutupan lahan melalui konversi hutan merupakan penyebab dalam pemanasan global. Sehubungan dengan perubahan iklim, sistem agroforestri diperkirakan memiliki potensi yang tinggi dalam penyerapan karbon di atmosfer. Sistem agroforestri berkontribusi mengurangi peningkatan CO2 atmosfer dan gas rumah kaca lainnya dengan cara meningkatkan karbon dalam tanah dan mengurangi tekanan untuk pembukaan lahan hutan, dimana karbon yang berasal dari CO2 tersebut diambil oleh tanaman dan disimpan dalam bentuk biomassa. Penelitian ini bertujuan untuk menghitung C-stock dan untuk memetakan sebaran karbon pada tegakan agroforestri di Kabupaten Langkat dengan menggunakan data penginderaan jarak jauh. Perhitungan kandungan karbon dilakukan tanpa melakukan pengrusakan dengan menggunakan metode allometrik dan metode lanskap (NDVI).
Jenis-jenis vegetasi yang ada di lahan sebaran agroforestri di Kabupaten Langkat yaitu sengon, mindi, sungkai, coklat, mangga, mahoni, nangka, durian, karet, kemiri, jati, jengkol, petai, dan duku. Jumlah cadangan karbon pada tegakan agroforestri di Kecamatan Sei Bingai, Kecamatan Bahorok, dan Kecamatan Wampu yaitu 58,438 ton/ha, 63,005 ton/ha, dan 56,76 ton/ha. Perbedaan perolehan kandungan karbon dipengaruhi oleh kerapatan vegetasi, keragaman ukuran diameter dan sebaran berat jenis vegetasi.
Hasil analisis indeks vegetasi NDVI dengan data lapangan (karbon) menghasilkan persamaan regresi linier sederhana yaitu Y = 33,62+43,53x dengan nilai koefisien korelasi yaitu 0,807. Dari hasil yang diperoleh menunjukkan adanya hubungan linier yang sangat baik sehingga dapat dikatakan hasil estimasi cadangan karbon yang dilakukan dapat menjelaskan keadaan yang ada di lapangan.
Kata kunci: Agroforestri, Kandungan Karbon, NDVI, Biomassa
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Yusrani Dwi Paulina Malau. The Estimate of Carbon Stocks Above Ground Biomass (AGB) on Agroforestry Stands in Langkat District. Guided by Rahmawaty and Riswan.
Changes in landuse and land cover change through forest conversion is the caused of global warming. Due to the climate change, agroforestry systems is estimated to have a high potential for carbon sequestration in the atmosphere. Agroforestry systems contribute to reducing the increase in atmospheric CO2 and other greenhouse gases by increasing carbon in the soil and reduce the pressure for forest clearing, where the carbon comes from CO2 is taken up by plants and stored in the form of biomass. This study aims to quantify the carbon content and to map the distribution of carbon in agroforestry stands in Langkat District using data of remote sensing. Calculation of carbon stocks doing with non-destructive by using allometric method and landskap (NDVI) method.
Vegetation types that exist in distribution of land agroforestry in Langkat District are sengon, mindi, sungkai, coklat, mangga, mahoni, nangka, durian, karet, kemiri, jati, jengkol, petai, and duku. The amount of carbon stocks in agroforestry stands in Sei Bingai subdistrict, Bahorok subdistrict, and Wampu subdistrict are 58,438 ton/ha, 63,005 ton/ha, and 56,76 ton/ha. Differences in carbon content acquistion is influenced by vegetation density, diversity of size, and distribution of vegetation density.
NDVI vegetation index analysis with field data (carbon content) results in a simple linear regression equation is Y = 33,62+43,53x with a correlation coefficient is 0,807. The results obtained showed a good liniear relationship that can be said on the estimation of carbon stocks that can be done to explain the circumstances that exist in the field. Keywords: Agroforestry, Carbon Stock, NDVI, Biomass
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Pematang Siantar pada tanggal 24 Nopember 1989 dari bapak J. Malau dan ibu D. Rajagukguk. Penulis merupakan anak kedua dari lima bersaudara.
Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar di SDN 091713 Amborokan, Sindar Raya pada tahun 2002, Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama di SLTPN 2 Pematang Raya pada tahun 2005, dan Sekolah Menengah Atas di SMA RK Bintang Timur Pematang Siantar pada tahun 2008. Pada tahun 2008, penulis lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara (USU) melalui jalur Seleksi Nasional Mahasiswa Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN). Penulis memilih program studi Manajemen Hutan, Departemen Kehutanan.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi asisten untuk Praktik Pengenalan Ekosistem Hutan (P2EH) dibawah bimbingan Irawaty Azhar, S.Hut., M.Si.
Penulis mengikuti kegiatan Praktik Pengenalan Ekosistem Hutan di Kawasan Danau Lau Kawar dan TWA Deleng Lancuk, Kabupaten Karo selama 10 hari. Penulis juga melaksanakan Praktik Kerja Lapangan (PKL) di Perum Perhutani Unit II KPH Banyuwangi Utara pada 1 Februari-1 Maret 2012. Penulis melakukan penelitian di lahan sebaran agrofoestri di Kabupaten Langkat pada bulan Juli-Nopember 2012 dengan judul “Pendugaan Cadangan Karbon Above Ground Biomass (AGB) pada Tegakan Agroforestri di Kabupaten Langkat” dibawah bimbingan Rahmawaty S, Hut., M.Si., Ph.D dan Riswan S, Hut.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa, atas kasih dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Pendugaan Cadangan Karbon Above Ground Biomass (AGB) pada Tegakan Agroforestri di Kabupaten Langkat tepat pada waktunya.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada kedua orang tua penulis yang telah membesarkan dan mendidik penulis selama ini. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Rahmawaty S.Hut., M.Si., Ph.D dan Riswan, S.Hut selaku ketua dan anggota komisi pembimbing yang telah membimbing dan memberikan berbagai masukan yang membangun dalam penyusunan skripsi ini.
Penulis menyadari dalam penulisan dan penyajian dalam tulisan ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu dengan kerendahan hati penulis akan menerima kritikan dan saran yang bersifat membangun. Akhir kata penulis berharap semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi pihak-pihak yang membutuhkan.
Medan, Januari 2013
Penulis
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ...................................................................................................... i
ABSTRACT .................................................................................................... ii
RIWAYAT HIDUP ........................................................................................ iii
KATA PENGANTAR.................................................................................... iv
DAFTAR ISI................................................................................................... v
DAFTAR TABEL .......................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR...................................................................................... viii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. ix
PENDAHULUAN Latar Belakang ............................................................................................ 1 Tujuan Penelitian......................................................................................... 2 Manfaat Penelitian....................................................................................... 3
TINJAUAN PUSTAKA Biomassa dan Pemanasan Global................................................................ 4 Potensi Agroforestri dalam Menyerap Karbon ........................................... 9 Metode Allometrik untuk Menduga Cadangan Karbon .............................. 12 Estimasi Cadangan Karbon Menggunakan Data Penginderaan Jauh.......... ................................................................................................................... 14
METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat ...................................................................................... 18 Gambaran Umum Lokasi Penelitian ........................................................... 19 Alat dan Bahan ............................................................................................ 19 Metode Penelitian........................................................................................ 20 Pelaksanaan Penelitian ................................................................................ 20 Pembuatan Plot pada Areal Sebaran ........................................................... 21 Pendugaan C-Stock dalam Tingkat Landskap ............................................. 24 Hubungan antara Karbon dan NDVI........................................................... 26 Tahapan Pendugaan Cadangan Karbon....................................................... 27
HASIL DAN PEMBAHASAN Keadaan Agroforestri .................................................................................. 28 Biomassa Tegakan....................................................................................... 31 Potensi Agroforestri dalam Menyerap Karbon ........................................... 34 Hubungan Nilai NDVI dengan Karbon....................................................... 37 Uji Statistik Koefisien Korelasi................................................................... 43
Universitas Sumatera Utara
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ................................................................................................. 45 Saran............................................................................................................ 45
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 46 LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
1. Rumus-rumus allometrik untuk menduga biomassa beberapa jenis tanaman yang umum ditanam pada lahan agroforestri..............................13
2. Data primer dan sekunder yang digunakan ...............................................21 3. Jenis-jenis pohon pada plot sebaran agroforestri .....................................29 4. Kandungan biomassa berdasarkan kelas diameter (ton/ha) .....................32 5. Kandungan karbon total agroforestri.........................................................36 6. Rata-rata cadangan karbon di atas permukaan tanah pada berbagai
sistem penggunaan lahan di Kabupaten Nunukan ....................................37 7. Hubungan nilai NDVI dengan data lapangan (biomassa) ........................38 8. Hasil perhitungan NDVI berdasarkan biomassa ......................................43
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
1. Peta lokasi penelitian ........................................................................... 18 2. Pembuatan plot .................................................................................... 23 3. Diagram alir penelitian......................................................................... 27 4. Peta sebaran agroforestri di Kabupaten Langkat ................................. 30 5. Biomassa tegakan agroforestri berdasarkan diameter ......................... 34 6. Perbandingan Kandungan Karbon ...................................................... 35 7. Hubungan nilai NDVI dengan karbon ................................................ 39 8. Kenampakan citra indeks vegetasi dan penyebaran titik sampel ......... 40 9. Sebaran nilai NDVI ............................................................................. 41 10. Peta sebaran cadangan karbon agroforestri Kabupaten langkat .......... 42 11. Regresi Linier Kandungan Karbon dengan NDVI............................... 44
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
1. Hasil perhitungan biomassa total tegakan Kecamatan Sei Bingai ....... 50 2. Hasil perhitungan biomassa total tegakan Kecamatan Bahorok .......... 58 3. Hasil perhitungan biomassa total tegakan Kecamatan Wampu ........... 65 4. Dokumentasi ........................................................................................ 73
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Yusrani Dwi Paulina Malau. Pendugaan Cadangan Karbon Above Ground Biomass (AGB) pada Tegakan Agroforestri di Kabupaten Langkat. Dibimbing oleh Rahmawaty dan Riswan.
Perubahan tata guna lahan dan perubahan penutupan lahan melalui konversi hutan merupakan penyebab dalam pemanasan global. Sehubungan dengan perubahan iklim, sistem agroforestri diperkirakan memiliki potensi yang tinggi dalam penyerapan karbon di atmosfer. Sistem agroforestri berkontribusi mengurangi peningkatan CO2 atmosfer dan gas rumah kaca lainnya dengan cara meningkatkan karbon dalam tanah dan mengurangi tekanan untuk pembukaan lahan hutan, dimana karbon yang berasal dari CO2 tersebut diambil oleh tanaman dan disimpan dalam bentuk biomassa. Penelitian ini bertujuan untuk menghitung C-stock dan untuk memetakan sebaran karbon pada tegakan agroforestri di Kabupaten Langkat dengan menggunakan data penginderaan jarak jauh. Perhitungan kandungan karbon dilakukan tanpa melakukan pengrusakan dengan menggunakan metode allometrik dan metode lanskap (NDVI).
Jenis-jenis vegetasi yang ada di lahan sebaran agroforestri di Kabupaten Langkat yaitu sengon, mindi, sungkai, coklat, mangga, mahoni, nangka, durian, karet, kemiri, jati, jengkol, petai, dan duku. Jumlah cadangan karbon pada tegakan agroforestri di Kecamatan Sei Bingai, Kecamatan Bahorok, dan Kecamatan Wampu yaitu 58,438 ton/ha, 63,005 ton/ha, dan 56,76 ton/ha. Perbedaan perolehan kandungan karbon dipengaruhi oleh kerapatan vegetasi, keragaman ukuran diameter dan sebaran berat jenis vegetasi.
Hasil analisis indeks vegetasi NDVI dengan data lapangan (karbon) menghasilkan persamaan regresi linier sederhana yaitu Y = 33,62+43,53x dengan nilai koefisien korelasi yaitu 0,807. Dari hasil yang diperoleh menunjukkan adanya hubungan linier yang sangat baik sehingga dapat dikatakan hasil estimasi cadangan karbon yang dilakukan dapat menjelaskan keadaan yang ada di lapangan.
Kata kunci: Agroforestri, Kandungan Karbon, NDVI, Biomassa
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Yusrani Dwi Paulina Malau. The Estimate of Carbon Stocks Above Ground Biomass (AGB) on Agroforestry Stands in Langkat District. Guided by Rahmawaty and Riswan.
Changes in landuse and land cover change through forest conversion is the caused of global warming. Due to the climate change, agroforestry systems is estimated to have a high potential for carbon sequestration in the atmosphere. Agroforestry systems contribute to reducing the increase in atmospheric CO2 and other greenhouse gases by increasing carbon in the soil and reduce the pressure for forest clearing, where the carbon comes from CO2 is taken up by plants and stored in the form of biomass. This study aims to quantify the carbon content and to map the distribution of carbon in agroforestry stands in Langkat District using data of remote sensing. Calculation of carbon stocks doing with non-destructive by using allometric method and landskap (NDVI) method.
Vegetation types that exist in distribution of land agroforestry in Langkat District are sengon, mindi, sungkai, coklat, mangga, mahoni, nangka, durian, karet, kemiri, jati, jengkol, petai, and duku. The amount of carbon stocks in agroforestry stands in Sei Bingai subdistrict, Bahorok subdistrict, and Wampu subdistrict are 58,438 ton/ha, 63,005 ton/ha, and 56,76 ton/ha. Differences in carbon content acquistion is influenced by vegetation density, diversity of size, and distribution of vegetation density.
NDVI vegetation index analysis with field data (carbon content) results in a simple linear regression equation is Y = 33,62+43,53x with a correlation coefficient is 0,807. The results obtained showed a good liniear relationship that can be said on the estimation of carbon stocks that can be done to explain the circumstances that exist in the field. Keywords: Agroforestry, Carbon Stock, NDVI, Biomass
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
Latar Belakang Perubahan tata guna lahan dan perubahan penutupan lahan melalui
konversi hutan merupakan penyebab dalam pemanasan global. Pemanasan global akibat meningkatnya gas rumah kaca telah mempengaruhi ekosistem bumi yang terjadinya perubahan suhu, ketersediaan air, dan meningkatnya akumulasi karbon (C) yang disebabkan oleh konsentrasi CO2 meningkat (Murdiyarso et al., 1994).
Dampak konversi hutan ini baru terasa apabila diikuti dengan degradasi tanah dan hilangnya vegetasi, serta berkurangnya proses fotosintesis. Untuk menurunkan dampak dari pemanasan global ini adalah dengan upaya mitigasiyaitu berupa upaya untuk menstabilkan konsentrasi CO2 di atmosfer yang salah satunya dengan cara melakukan penanaman jenis tanaman berkayu pada areal-areal hutan dan lahan yang terdegradasi.
Sehubungan dengan perubahan iklim, sistem agroforestri diperkirakan memiliki potensi yang tinggi dalam penyerapan karbon di atmosfer. Menurut Utami et. al. (2003) agroforestri adalah salah satu sistem pengelolaan lahan yang berfungsi produktif dan protektif. Sistem agroforestri berkontribusi mengurangi peningkatan CO2 atmosfer dan gas rumah kaca lainnya dengan cara meningkatkan karbon dalam tanah dan mengurangi tekanan untuk pembukaan lahan hutan, dimana karbon yang berasal dari CO2 tersebut diambil oleh tanaman dan disimpan dalam bentuk biomassa.
Sistem agroforestri lebih menguntungkan daripada sistem pertanian berbasis tanaman musiman bila ditinjau dari cadangan karbon. Hal ini disebabkan oleh adanya pepohonan yang memiliki biomassa tinggi dan masukan serasah yang
Universitas Sumatera Utara
bermacam-macam kualitasnya serta terjadi secara terus menerus. Walaupun peran agroforestri dalam mempertahankan cadangan karbon di daratan masih lebih rendah dibandingkan dengan hutan alam, tetapi sistem ini dapat merupakan suatau tawaran yang dapat memberikan harapan besar dalam meningkatkan cadangan karbon pada lahan-lahan terdegradasi (Widianto et al., 2003).
Sejauh ini praktek agroforestri telah banyak ditemukan di berbagai tempat di Indonesia terutama di Kabupaten Langkat. Sampai saat ini data dan potensi agroforestri khususnya di Kabupaten Langkat belum banyak diketahui dan belum dianggap sebagai salah satu sumber daya yang mampu mengatasi masalah yang timbul akibat adanya alih fungsi lahan. Melalui penelitian ini akan dilakukan pendugaan karbon tersimpan pada tegakan agroforestri (kebun campuran) dengan mengambil studi kasus pada Kecamatan Sei Bingei, Kecamatan Bahorok, dan Kecamatan Wampu yang ada di Kabupaten Langkat. Pada tahun 2009, Dinas Kehutanan dan Perkebunan kabupaten Langkat mencatat luas kebun campuran sekitar 112.912,79 ha dan tiga kecamatan yang telah disebutkan memiliki potensi yang cukup besar. Untuk mengetahui seberapa besar karbon tersimpan maka digunakan metode yang sudah ada sebelumnya (allometrik) dan menggunakan informasi dari data penginderaan jarak jauh serta pengukuran di lapangan.
Tujuan Penelitian 1. Untuk menghitung C-stock pada permukaan tegakan agroforestri di Kabupaten Langkat. 2. Untuk memetakan sebaran karbon pada tegakan agroforestri di Kabupaten Langkat dengan menggunakan metode NDVI.
Universitas Sumatera Utara
Manfaat Penelitian 1. Sebagai informasi bagi pihak-pihak yang membutuhkan khususnya bagi peneliti terkait dengan biomassa karbon tersimpan pada lahan agroforestri 2. Sebagai informasi bagi dunia pendidikan, penelitian, masyarakat umum, dan lembaga terkait dalam pengelolaan sumber daya alam.
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
Biomassa dan Pemanasan Global Biomassa adalah jumlah bahan organik yang diproduksi oleh organisme
(tumbuhan) per satuan unit area pada suatu saat. Biomassa bisa dinyatakan dalam ukuran berat, seperti berat kering dalam satuan gram, atau dalam kalori. Oleh karena kandungan air yang berbeda setiap tumbuhan, maka biomassa diukur berdasarkan berat kering. Unit satuan biomassa adalah gr per m2 atau ton per ha (Brown, 1997).
Pada ekosistem daratan, cadangan karbon disimpan dalam 3 komponen pokok yaitu:
1. Bagian hidup (biomassa): massa dari bagian vegetasi yang masih hidup yaitu batang, ranting dan tajuk pohon (berikut akar atau estimasinya), tumbuhan bawah atau gulma dan tanaman semusim.
2. Bagian mati (nekromassa): masa dari bagian pohon yang telah mati baik yang masih tegak di lahan (batang atau tunggul pohon), kayu tumbang/tergeletak di permukaan tanah, tonggak atau ranting dan daundaun gugur (serasah) yang belum terlapuk.
3. Tanah (bahan organik tanah): sisa makhluk hidup (tanaman, hewan, dan manusia) yang telah mengalami pelapukan baik sebagian maupun seluruhnya dan telah menjadi bagian dari tanah. Ukuran partikel biasanya lebih kecil dari 2 mm.
Universitas Sumatera Utara
Ketiga komponen karbon berdasarkan keberadaannya di alam dapat dibedakan menjadi 2 kelompok yaitu:
a. Karbon di atas permukaan tanah, meliputi: • Biomassa pohon. Proporsi terbesar cadangan karbon di daratan umumnya terdapat pada komponen pepohonan. Untuk mengurangi tindakan perusakan selama pengukuran, biomassa pohon dapat diestimasi dengan menggunakan persamaan allometrik yang didasarkan pada pengukuran diameter batang (dan tinggi pohon, jika ada). • Biomassa tumbuhan bawah. Tumbuhan bawah meliputi semak belukar yang berdiameter batang < 5 cm, tumbuhan menjalar, rumput-rumputan atau gulma. Estimasi biomassa tumbuhan bawah dilakukan dengan mengambil bagian tanaman (melibatkan perusakan). • Nekromassa. Batang pohon mati baik yang masih tegak atau telah tumbang dan tergeletak di permukaan tanah, yang merupakan komponen penting dari C dan harus diukur pula agar diperoleh estimasi cadangan karbon yang akurat. • Seresah. Seresah meliputi bagian tanaman yang telah gugur berupa daun dan ranting-ranting yang terletak di permukaan tanah.
b. Karbon di dalam tanah, meliputi: • Biomassa akar. Akar mentransfer karbon dalamjumlah besarlangsung ke dalam tanah, dan keberadaannya dalam tanah bisa cukup lama. Pada tanah hutan biomasa akar lebih didominasi oleh akar-akar besar (diameter > 2 mm), sedangkan pada tanah pertanian lebih didominasi oleh akar-akar halus yang lebih pendek daur hidupnya. Biomassa akar dapat pula
Universitas Sumatera Utara
diestimasi berdasarkan diameter akar (akar utama), sama dengan cara untuk mengestimasi biomasa pohon yang didasarkan pada diameter batang • Bahan organik tanah. Sisa tanaman, hewan dan manusia yang ada dipermukaan dan di dalam tanah, sebagian atau seluruhnya dirombak oleh organisme tanah sehingga melapuk dan menyatu dengan tanah, dinamakan bahan organik tanah. Tanaman atau pohon berumur panjang yang tumbuh di hutan maupun di kebun campuran (agroforestri) merupakan tempat penimbunan atau penyimpanan karbon (rosot karbon = karbon sink) yang jauh lebih besar daripada tanaman semusim. Oleh karena itu, hutan alami dengan keragaman jenis pepohonan berumur panjang dan serasah yang banyak merupakan gudang penyimpanan karbon tertinggi (baik di atas maupun di dalam tanah). Hutan juga melepaskan CO2 ke udara lewat respirasi dan dekomposisi (pelapukan) serasah, namun pelepasannya terjadi secara bertahap, tidak sebesar bila ada pembakaran yang melepaskan CO2 sekaligus dalam jumlah yang besar. Bila hutan diubah fungsinya menjadi lahan-lahan pertanian atau perkebunan atau ladang pengembalaan maka jumlah karbon tersimpan akan merosot. Berkenaan dengan upaya pengembangan lingkungan bersih, maka jumlah CO2 di udara harus dikendalikan dengan jalan meningkatkan jumlah serapan CO2 oleh tanaman sebanyak mungkin dan menekan pelepasan (emisi) CO2 ke udara serendah mungkin. Jumlah karbon tersimpan dalam setiap penggunaan lahan tanaman, serasah dan tanah, biasanya disebut juga sebagai cadangan karbon (Hairiah et al., 2007). Di permukaan bumi ini, kurang lebih terdapat 90% biomassa yang terdapat dalam hutan berbentuk pokok kayu, dahan, daun, akar dan sampah hutan
Universitas Sumatera Utara
(serasah), hewan dan jasad renik. Biomassa ini merupakan hasil fotosintesis berupa selulosa, lignin, gula, bersama dengan lemak, pati, protein, damar, fenol, dan senyawa lainnya (Arief, 1994).
Biomassa tumbuhan bertambah karena tumbuhan ini mengikat karbondioksida (CO2) dari udara dan mengubahnya menjadi bahan organik melalui proses fotosintesis. Proses fotosintesis ini diawali dengan pengambilan karbondioksida dari udara dan air dari tanah oleh tumbuh-tumbuhan berklofil hijau. Dengan bantuan klorofil a dan b dan dibawah pengaruh sinar matahari sebagai energi, tumbuh-tumbuhan mampu mengubah karbondioksida dan air menjadi gula, air dan oksigen atau zat asam. Energi cahaya matahari yang tertangkap dalam proses fotosintesis itu akhirnya diubah menjadi energi kimia yang tersimpan dalam zat-zat organik seperti gula, tepung, lemak dan sebagainya disimpanan dalam akar, batang, buah, cabang dan, daun. Energi matahari yang diubah menjadi energi kimia oleh tumbuh-tumbuhan hijau ini digunakan untuk membentuk bahan-bahan organik, yang semakin lama semakin tinggi kadar energinya (Zebua, 2008).
Perubahan iklim global pada dekade terakhir ini terjadi karena terganggunya keseimbangan energi antara bumi dan atmosfer akibat meningkatnya konsentrasi gas rumah kaca (GRK), terutama karbondioksida (CO2). Indonesia sebagai negara penyumbang CO2 terbesar ketiga di dunia, dengan emisi CO2 rata-rata per tahun 3000 Mt atau berarti telah menyumbangkan sekitar 10% dari total emisi CO2 di dunia. Meningkatnya konsentrasi CO2 disebabkan oleh pengelolaan lahan yang kurang tepat antara lain pembakaran
Universitas Sumatera Utara
hutan dalam skala luas secara bersamaan dan pengeringan lahan gambut untuk pembukaan lahan-lahan pertanian (Hairiah, K. et.al., 2007).
Indonesia memiliki berbagai macam penggunaan lahan, mulai dari yang paling ekstensif misalnya agroforestri kompleks yang menyerupai hutan hingga paling intensif seperti sistem pertanian semusim monokultur. Pengukuran secara kuantitatif C tersimpan dalam berbagai macam penggunaan lahan perlu dilakukan. Untuk itu diperlukan metoda pengukuran standar yang baku dan telah dipergunakan secara luas, agar hasilnya dapat dibandingkan antar lahan dan antar lokasi.
Tumbuhan akan mengurangi karbon di atmosfer (CO2) melalui proses fotosintesis dan menyimpannya dalam jaringan tumbuhan. Sampai waktunya karbon tersebut tersikluskan kembali ke atmosfer, karbon tersebut akan menempati salah satu dari sejumlah kantong karbon. Semua komponen penyusun vegetasi baik pohon, semak, liana dan, epifit merupakan bagian dari biomassa atas permukaan. Di bawah permukaan tanah, akar tumbuhan juga merupakan penyimpan karbon selain tanah itu sendiri. Pada tanah gambut, jumlah simpanan karbon mungkin lebih besar dibandingkan dengan simpanan karbon yang ada di atas permukaan. Karbon juga masih tersimpan pada bahan organik mati dan produk-produk berbasis biomassa seperti produk kayu baik ketika masih dipergunakan maupun sudah berada di tempat penimbunan. Karbon dapat tersimpan dalam kantong karbon dalam periode yang lama atau hanya sebentar. Peningkatan jumlah karbon yang tersimpan dalam karbon pool ini mewakili jumlah karbon yang terserap dari atmosfer.
Universitas Sumatera Utara
Potensi Agroforestri dalam Menyerap Karbon Pembiayaaan pembangunan di negara berkembang seperti Indonesia
umumnya berasal dari hasil ekploitasi sumberdaya alam, industri dengan teknologi yang kurang bersahabat dengan lingkungan. Eksploitasi yang berlebihan terhadap sumber daya alam mengakibatkan terjadinya deforestsi, konversi lahan pertanian, dan pencemaran lingkungan. Keadaan ini diperparah oleh lemahnya pemahaman etika lingkungan dan cenderung antroposentris dan eksploitatif. Jika deforestasi dan konversi lahan semakin tidak terkendali dikhawatirkan berdampak luas diantaranya pada peningkatan konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer yang menyebabkan terjadinya hujan asam, peningkatan suhu bumi, dan perubahan iklim global.
Terkait dengan upaya menekan efek gas rumah kaca yaitu mengurangi kadar gas CO2 di atmosfer, skema perdagangan karbon merupakan peluang yang perlu mendapat perhatian. Clean Development Mechanism (CDM) yang merupakan sebuah rekomendasi Protokol Kyoto, dalam pelaksanaannya mengacu kepada tiga aspek pembangunan berkelanjutan yaitu pertumbuhan ekonomi (economic growth), kesejahteraan sosial yang adil dan merata (social progress), serta berkelanjutan ekologi dalam tata kehidupan yang serasi dan seimbang (ecological balance) (Riyadi, 2005).
Konsep agroforestri yaitu suatu sistem pertanian berbasis pepohonan yang bertujuan untuk meningkatkan pendapatan petani dan mempertahankan kelestarian alam merupakan suatu alternatif yang paling sesuai dalam menjawab tantangan untuk mencapai tujuan pembangunan berkelanjutan. Sistem agroforestri memiliki keanekaragaman hayati yang tinggi dan menghasilkan jenis produk yang
Universitas Sumatera Utara
beragam baik kayu maupun non-kayu. Kandungan biomassanya juga tinggi sehingga pembangunan sistem agroforestri pada lahan-lahan kritis dan terlantar selain dapat memperlambat terjadinya pemanasan global juga memberikan dampak yang positif terhadap lingkungan dan sosio-ekonomi masyarakat (Roshetko et al., 2002).
Agroforestri merupakan suatu sistem penggunaan lahan dengan mengkombinasikan beberapa macam pohon baik dengan atau tanpa tanaman semusim atau ternak, pada lahan yang sama untuk mendapatkan berbagai macam keuntungan. Pada dasarnya agroforestri mempunyai beberapa komponen penyusun utama yaitu pohon (tanaman berkayu), tanaman non -pohon, ternak, dan manusia (Suprayogo et al., 2003).
Pemilihan pohon yang akan ditanam pada suatu lahan memiliki dua alasan yaitu untuk produksi dan pelayanan. Untuk produksi artinya untuk bahan bangunan, kayu bakar, obat-obatan dan lain-lain. Sedangkan yang bersifat pelayanan adalah untuk pengendalian erosi, meningkatkan kesuburan yanah, konservasi biodiversitas dan untuk penyimpanan karbon serta mengurangi efek rumah kaca. Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam pemilihan jenis untuk ditanam yaitu tujuan penanaman, jenis potensi, dan jenis yang bisa tumbuh di lokasi yang bersangkutan. Jenis-jenis pohon yang ditanam juga sangat beragam, bisa yang bernilai ekonomi tinggi misalnya kelapa, karet, cengkeh, kopi, kakao (coklat), nangka, melinjo, sengon, petai, jati, dan mahoni atau yang bernilai ekonomi rendah seperti dadap, lamtoro, dan kaliandra (Suryanto et al., 2005).
Potensi penyerapan karbon dari sistem agroforestri didasarkan kepada asumsi bahwa komponen-komponen pohon dalam sistem agroforestri dapat
Universitas Sumatera Utara
menentukan rosot karbon di atmosfer secara signifikan melalui kecepatan pertumbuhan dan produktifitas. Dengan memperhitungkan pohon dalam produksi pertanian, agroforestri dapat meningkatkan penyimpanan karbon pada lahan untuk kebutuhan tanaman pertanian. Konsep agroforestri dinilai mempunyai nilai lebih pada komponen-komponen kesuburan tanah, variasi spesies, dan konsepnya yang menyeluruh. Alasan utama yang mendasari potensi agroforestri dalam mengurangi emisi karbon yaitu banyaknya lahan di daerah tropis yang digunakan untuk kegiatan pertanian dan meningkatnya penerapan sistem agroforestri dalam waktu yang panjang akan menghasilkan peningkatan potensi yang nyata sebagai sumber biotik karbon dan meskipun jumlah karbon yang diserap per satuan luas relatif lebih rendah dibandingkan dengan hutan alam dan hutan tanaman, kayu yang diproduksi sering dipakai sebagai kayu bakar menggantikan bahan bakar fosil. Penggunaan kayu hasil agroforestri yang tidak untuk kayu bakar akan mengurangi tekanan terhadap penebangan hutan alam dan kebutuhan bahan bakar dari sumber yang tidak diperbaharui.
Widianto et al. (2003) menyatakan bahwa bila ditinjau dari cadangan karbon, sistem agroforestri lebih menguntungkan daripada sistem pertanian berbasis tanaman musiman. Hal ini disebabkan oleh adanya pepohonan yang memiliki biomassa tinggi dan masukan serasah yang bermacam-macam kualitasnya serta terjadi secara terus-menerus. Walaupun peran agroforestri dalam mempertahankan cadangan karbon di daratan masih lebih rendah bila dibandingkan dengan hutan alam, tetapi sistem ini dapat merupakan suatu tawaran yang dapat memberikan harapan besar dalam meningkatkan cadangan karbon pada lahan-lahan terdegradasi.
Universitas Sumatera Utara
Kawasan penyangga yang berada di kawasan Taman Nasional Gunung Leuser cukup banyak menerapkan agroforestri dalam pemanfaatan lahan masyarakat seperti Bahorok. Vegetasi asli daerah penelitian menurut Dirjen Perlindungan Hutan dan Pelestarian Alam (1995) adalah hutan hujan tropis. Pada daerah-daerah yang relatif datar terdapat berbagi jenis komoditi pertanian baik tanaman perkebunan dan industri (kemiri, kulit manis, kopi, karet, dan kelapa sawit) maupun tanaman pangan, palawija, dan hortikultura. Komoditi tanaman hutan asli daerah yang banyak dibudidayakan adalah sungkai dan jenis yang banyak diintroduksikan yaitu mahoni, sengon, mindi, dan jati.
Metode Allometrik untuk Menduga Cadangan Karbon Cadangan karbon pada ekosistem teresterial (daratan) terbagi menjadi
karbon diatas permukaan dan karbon di bawah permukaan atau dalam tanah. Karbon di atas permukaan tanah meliputi biomassa pohon, biomassa tumbuhan bawah (semak belukar berdiameter < 5 cm, tumbuhan menjalar dan gulma), nekromassa (bagian pohon atau tanaman yang sudah mati) dan serasah (bagian tanaman yang gugur berupa daun dan ranting). Karbon bawah permukaan meliputi biomassa akar dan bahan organik tanah (sisa tanaman, hewan dan manusia yang mengalami dekomposisi) serta hamparan lahan gambut (Hairiah et al., 2007).
Biomassa tanaman digunakan sebagai dasar untuk menduga karbon atas permukaan. Teknik untuk mengukur biomassa bisa dilakukan dengan metode destruktif dan menggunakan persamaan allometrik. Penggunaan metode destruktif sangat memerlukan biaya yang mahal dan waktu yang panjang terutama jika dilakukan terhadap vegetasi hutan. Oleh karena itu salah satu metode
Universitas Sumatera Utara
pemecahannya dapat digunakan persamaan allometrik yang telah disusun dari
tanaman yang sejenis. Persamaan ini menghubungkan biomassa tanaman dengan
diameter dan tinggi tanaman. Pada Tabel 1 disajikan rumus-rumus allometrik
untuk menduga biomassa tanaman. Karbon atas permukaaan dapat diduga jika
biomassa telah diketahui. Persamaan allometrik merupakan persamaan yang
menghubungkan dimensi-dimensi dari pohon dengan nilai biomassa pohon. Setiap
tanaman yang berbeda akan memiliki pola yang berbeda untuk membentuk
persamaan allometrik ini (Pearson et al., 2007).
Tabel 1. Rumus-rumus allometrik untuk menduga biomassa beberapa jenis
tanaman yang umum ditanam pada lahan agroforestri
No. Jenis Tanaman 1. Sengon 2. Kopi 3. Kakao 4. Mahoni 5. Pohon bercabang 6. Pohon tidak bercabang 7. Karet
8. Jati
Rumus Allometrik
AGBest = 0.0272 D2.831 AGBest = 0.281 H D 2.06 AGBest = 0.01208 D 1.98 AGBest = 0.048 D2.68 AGBest = 0.11 ρ D2.62 AGBest = π ρ H D2/4
AGBest = -3,84 + 0,528×BA + 0,001×BA2 AGBest = 0.20091 D2.30
Sumber Sugiharto, 2002 Arifin, 2001 Yuliasmara et al., 2009 Adinugroho, 2001 Ketterings, 2001 Hairiah et al., 1999 ICRAF, 200
Hendri, 2001
Keterangan:
B = berat kering (kg)
H = tinggi pohon (cm)
D = diameter (cm) ρ = berat jenis kayu (g/cm3) BA = basal area (cm2)
Metode pendugaan cadangan karbon atas permukaan dengan pendekatan
biomassa merupakan salah satu metode yang bisa diterapkan (Gibbs et al., 2007).
Biomassa dapat diduga melalui pengukuran lapangan yang intensif atau
dikembangkan dengan persamaan allometrik yang telah disusun sebelumnya
(Brown, 1997). Model pendugaan biomassa dapat disusun berdasarkan parameter
tinggi dan diameter pohon (Johnsen et al., 2001).
Universitas Sumatera Utara
Bentuk percabangan dan produksi biomassa pohon dalam sistem agroforestri dipengaruhi oleh pengelolaannya seperti pemangkasan, pengaturan jarak tanam, pemupukan, dan penyiangan. Dengan demikian, persamaan allometrik yang digunakan untuk menaksir biomassa pohon berbeda dengan yang digunakan untuk pohon yang tumbuh di hutan.
Estimasi Cadangan Karbon Menggunakan Data Penginderaan Jauh Adanya perubahan tutupan lahan di suatu wilayah dapat mengindikasikan
dinamika cadangan karbon di wilayah tersebut. Misalnya, aktivitas konversi hutan menjadi bentuk penggunaan lahan lainnya menyebabkan terjadinya penurunan jumlah cadangan karbon. Kuantifikasi perubahan lahan yang terjadi dalam satu rentang waktu, dapat dilakukan dengan menganalisa citra satelit (misalnya Landsat) dari waktu pengambilan yang berbeda yang didukung oleh peta tutupan lahan, topografi, tanah dan sebagainya (Hairiah et al., 2011).
Saat ini terdapat tiga pendekatan untuk menduga atau memonitor biomassa, yaitu modeling, pengukuran lapangan, dan penginderaan jauh. Diantara tiga pendekatan, pengukuran langsung di lapangan dipertimbangkan lebih dapat dipercaya dan lebih teliti dibandingkan dengan dua pendekatan lainnya. Meskipun demikian, pendekatan ini mahal dan resolusi spasial data dalam studi di lapangan terbatas. Dengan memadukan data spasial dan atribut kedalam SIG, maka integrasinya (Penginderaan Jauh dan SIG) akan menawarkan suatu metoda untuk menduga biomassa pada skala wilayah yang sangat besar, dimana ketersediaan data kehutanan terbatas.
Fungsi hutan sebagai penyerap karbon membuat informasi mengenai jumlah karbon yang tertahan pada suatu kawasan hutan (stok karbon) menjadi
Universitas Sumatera Utara
penting. Salah satu cara menghitung kuantitas kandungan karbon tersimpan dalam biomassa hutan diatas permukaan tanah didasarkan pada pengukuran lapangan di tingkat plot kemudian nilai biomassa ini dikonversi menjadi kandungan karbon.
Pemanfaatan data satelit penginderaan jauh, misalnya citra Landsat, SPOT maupun Aster bersama dengan data lapangan memiliki potensi yang baik dalam pengembangan model estimasi cadangan karbon hutan. Penggunaan teknik penginderaan jauh dimaksudkan untuk memberikan penilaian umum tentang penutupan vegetasi, tidak hanya tentang lokasi proyek tetapi juga daerah di sekitarnya.
Data sinar tampak (visible) dan infra merah (infrared) dari satelit penginderaan jauh optis secara umum digunakan untuk klasifikasi tutupan lahan sedangkan data pankromatik dapat menyediakan informasi tekstur yang sangat berguna untuk menentukan jenis kanopi hutan dan batas tegakan (stand boundaries) (Roswiniarti, 2008).
Kelas-kelas vegetasi yang telah ditentukan kemudian dirubah menjadi informasi distribusi biomassa dengan mengkonversi nilai spektralnya menjadi biomassa berdasarkan pengukuran contoh/sampel plot di lapangan untuk tipe vegetasi tertentu serta menghubungkannya dengan nilai NDVI. Tahap berikutnya adalah membuat peta distribusi/penyebaran biomassa berdasarkan peta penyebaran tipe vegetasi hasil interpretasi citra satelit dan cek lapangan, kemudian mengkonversi peta biomassa menjadi peta sebaran cadangan karbon dengan mengalikan nilai biomassa dengan faktor 0,5 (Murdiyarso, 2002).
Secara garis besar, tahapan yang dilakukan adalah sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
1. Pengolahan awal data satelit; mencakup koreksi atmosfer, koreksi radiometrik, dan koreksi geometri.
2. Klasifikasi data satelit berdasarkan tutupan lahannya; memilih sistem klasifikasi tutupan lahan yang sesuai dengan kondisi studi area. Kelas tutupan lahan yang umum digunakan adalah hutan primer, hutan sekunder, perkebunan/semak/ belukar, dan lahan terbuka.
3. Perhitungan indeks vegetasi dari citra untuk menganalisa kondisi vegetasi, misalnya NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) dan EVI (Enhanced Vegetation Index).
4. Survei vegetasi untuk mengetahui jumlah biomasa di lapangan berdasarkan kelas hasil klasifikasi tutupan lahan. Inventarisasi biasanya dilakukan pada plot-plot pengukuran lapangan untuk mendapatkan jumlah biomassa diatas dan dibawah permukaan tanah.
Umumnya pendugaan biomassa di lapangan dilakukan dengan menggunakan persamaan allometrik. Biomassa yang diukur umumnya berupa biomassa pohon tegakan (diatas permukaan tanah) yang dihitung berdasarkan penjumlahan biomassa batang, cabang, dan daun.
5. Analisa data surveivegetasi untuk mendapatkan rata-rata biomasa berbagai jenis tutupan lahan
6. Penghitungan karbon untuk seluruh jenis tutupan lahan (berdasarkan hasil klasifikasi data satelit) dan analisa potensi biomasa.
7. Korelasi antara NDVI dan data survei vegetasi. Hasil pengideraan jauh dengan resolusi sedang mungkin sangat bermanfaat untuk membagi area proyek menjadi kelas-kelas vegetasi yang relatif homogen. Hasil
Universitas Sumatera Utara
pembagian kelas ini menjadi panduan untuk proses survey dan pengambilan data lapangan. Untuk mendapatkan estimasi biomassa dengan tingkat keakuratan yang baik memerlukan hasil pengideraan jauh dengan resolusi yang tinggi, tetapi hal ini akan menjadi metode alternatif dengan biaya yang besar (Roswiniarti, 2008).
Universitas Sumatera Utara
METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juli-November 2012. Penelitian ini dilaksanakan di lahan sebaran agroforestri yaitu di Kecamatan Sei Bingai, Kecamatan Bahorok, dan Kecamatan Wampu yang dapat dilihat pada Gambar 1 dan analisis data dilaksanakan di Laboratorium Manajemen Hutan, Departemen Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara.
Gambar 1. Peta lokasi penelitian Universitas Sumatera Utara
Gambaran Umum Lokasi Penelitian Lokasi penelitian terletak pada kecamatan Sei Bingai, kecamatan Bahorok
dan kecamatan Wampu. Pada kecamatan Sei Bingai berada pada desa Telaga, pada kecamatan Bahorok berada pada desa Timbang Lawan dan desa Lau Damak, dan pada kecamatan Wampu berada di desa Gohor Lama dan Stabat Lama.
Secara geografis, desa Telaga terletak pada 3,3120167 LU dan 98,3965833 BT. Menurut data BPS Kabupaten Langkat 2012, luas kecamatan Sei Bingai sekitar 33,317 km2 dan desa Telaga memiliki luas 53,38 km2 atau sekitar 16,02 % dari total keseluruhan kecamatan Sei Bingai. Luas lahan pertanian pada desa ini sekitar 38 km2 untuk lahan sawah dan sekitar 2.583 km2 untuk lahan bukan sawah termasuk di dalamnya sekitar 230 km2 untuk tanaman keras perkebunan rakyat.
Desa Timbang Lawan terletak pada 3,5065833 LU dan 98,1662667 BT serta memiliki luas 100,85 km2 (9,15%). Desa Lau Damak terletak 3,4770167 LU dan 98,1804500 BT serta memiliki luas 110,19 km2 (10%). Luas tanam tanaman keras perkebunan rakyat di desa Lau Damak sekitar 90 km2 dan di desa Timbang Lawan sekitar 69 km2.
Desa Gohor Lama terletak pada 3,7698333 LU dan 98,3835667 BT dengan luas wilayahnya sekitar 6,37 km2. Desa Stabat Lama terletak pada 3,7719167 LU dan 98,4370333 BT dengan luas wilayahnya sekitar 33,10 km2. Sirait (2009) menyatakan bahwa luasan lahan agroforestri di desa Gohor Lama sekitar 810,762 ha dan di desa Stabat Lama sekitar 96,487 ha.
Alat dan Bahan Alat yang digunakan dalam penelitian ini yaitu Global Position System
(GPS), pita ukur, tali rafia, clinometer, kamera digital, alat tulis, software Arcview
Universitas Sumatera Utara
3.3, dan ERDAS Image 8.5. Bahan yang digunakan pada penelitian ini yaitu tegakan-tegakan yang ada pada lahan agroforestri yang tersebar di Kecamatan Sei Bingei, Kecamatan Bahorok, Kecamatan Wampu dan citra satelit Landsat.
Metode Penelitian Metode yang digunakan dalam penelitian ini yaitu metode non-destructive
dengan menggunakan metode allometrik dan metode lanskap (NDVI). Metode non-destructive adalah metode perhitungan biomassa tanpa melakukan perusakan pada tegakan-tegakan yang ada dengan menggunakan rumus-rumus allometrik yang ada pada Tabel 1. Jika di lapangan dijumpai tanaman yang tidak memiliki rumus allometrik maka diklasifikasikan ke dalam pohon yang bercabang seperti duku, durian, jengkol, mangga, limus, cempedak, petai, mindi, nangka, kemiri dan pohtidak bercabang seperti sungkai dengan mengetahui berat jenis pohon tersebut.
Metode skala lanskap (NDVI) adalah metode yang memperhitungkan besaran nilai kehijauan vegetasi yang diperoleh dari pengolahan sinyal digital data nilai kecerahan (brightness) beberapa kanal data sensor satelit dari citra satelit. Metode NDVI didasarkan pada besarnya nilai digital number pada sebaran agroforestri yang disesuaikan dengan nilai biomassa hasil pengukuran di lapangan sehingga diperoleh peta sebaran cadangan karbon.
Pelaksanaan Penelitian Pelaksanaan penelitian ini meliputi kegiatan pengumpulan data dan
analisis data.
Universitas Sumatera Utara
1. Pengumpulan Data
Data yang dikumpulkan pada penelitian ini ada dua yaitu data primer dan
data sekunder. Data primer merupakan data yang diperoleh dengan survey
langsung ke lahan sebaran agroforestri di Kabupaten Langkat. Data ini diperoleh
dengan mengambil koordinat titik di lapangan menggunakan GPS serta
pengukuran tinggi dan diameter tegakan.
Data sekunder dikumpulkan dari data yang telah ada sebelumnya baik data
yang dikeluarkan oleh instansi terkait maupun literatur pendukung lainnya.
Data-data yang digunakan dalam penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Data primer dan sekunder yang digunakan
No Nama Data
Jenis Data Sumber
1. Titik sampel (training area) Primer GPS
2. Titik sampel uji lapangan
Primer GPS
3. Tinggi Tegakan
Primer Clinometer
4. Diameter tegakan
Primer Pita ukur
5. Citra Landsat 7 ETM+
Sekunder www.glovis.usgs
6.
Peta Administrasi Kabupaten Langkat
Sekunder
Dishut Sumatera Utara
7.
Peta Kawasan Kabupaten
Agroforestri
Sekunder
Dishut Sumatera Utara
Tahun 2012 2012 2012 2012 2011
2011
2011
2. Analisis Data
Analisis data dilakukan agar diperoleh hasil nilai cadangan karbon dan
peta sebaran cadangan karbon pada tegakan agroforestri. Analisis data dilakukan
dengan menghitung biomassa pohon dengan menggunakan rumus allometrik
pada Tabel 1. Setelah diketahui biomassanya, maka akan dapat diketahui
kandungan karbon dengan menggunakan rumus (5).
Pembuatan Plot pada Areal Sebaran Pengambilan plot contoh dibuat agar dapat mewakili tipe penggunaaan
lahan yang terdapat di lokasi penelitian. Plot pengukuran dibuat berdasarkan
Universitas Sumatera Utara
pertimbangan keterwakilan penutupan lahan dan kualitas citra serta aksesibilitas di lapangan. Plot dibuat sebanyak 12 dengan 4 plot pada setiap kecamatan. Maretnowati (2004) dalam penelitiannya membuat plot sampel pada lahan agoforestri dengan ukuran 5 m× 40 m dengan metode systematic plot sampling with random start. Sedangkan Yudisthira (2006) menggunakan plot dengan ukuran 10 m × 10 m dengan luasan 0,01 ha sebagai unit contoh terkecil. Pengukuran pohon dilakukan dengan cara mengukur dimensi tegakan berupa diameter setinggi dada ≥ 5 cm.
Menurut Hairiah et al. (2011) pengukuran cadangan karbon menggunakan petak contoh (plot) dibuat dengan ukuran 100 m × 20 m jika dalam plot tersebut terdapat pohon dengan diameter ≥ 30 cm. Selain itu dibuat petak contoh (sub plot utama) dengan ukuran 40 m × 5 m untuk pengukuran pohon dengan diameter 5 cm hingga 30 cm. Metode ini merupakan RaCSA (Rapid Carbon Stock Appraisal) telah mencakup cara untuk mengekstrapolasi cadangan karbon dari tingkat lahan ke tingkat bentang alam. RaCSA telah diuji pada berbagai jenis penggunaan lahan di berbagai daerah dengan kondisi iklim yang berbeda melalui kegiatan TUL-SEA (Trees in multi-Use Landscapes in Southeast Asia) dan dan ALLREDDI (The Accountability and Local Level Initiative to Reduce Emission from Deforestation and Degradation in Indonesia) yang dikoordinir oleh World Agroforestry Centre (ICRAF Southeast Asia). Pemilihan plot contoh juga didasarkan pada keanekaragaman dan kerapatan tumbuhan yang ada. Adapun prosedur pembuatan plot di lapangan sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
a. Dibuat plot dengan ukuran 20 m × 100 m bila dalam lahan yang diamati
terdapat pohon besar (diameter batang lebih dari 30 cm atau lingkar batang
lebih dari 95 cm)
b. Dibuat sub plot utama dengan ukuran 40 m × 5 m untuk pengukuran
cadangan karbon pada lahan agroforestri dengan tingkat kerapatan pohon
tinggi. Pohon yang diukur adalah pohon dengan diameter 5 cm hingga 30
cm
Utara
40 m
60 m
5m
Timur
15 m Keterangan:
= Pohon besar DBH > 30 cm (keliling 95 cm) di dalam atau di luar sub-plot utama
= Pohon dengan DBH antara 5 - 30 cm di dalam atau di luar sub-plot utama Gambar 2. Pembuatan plot
d. Dicatat nama lokal dan/atau nama latin (jika dapat diketahui) dari tanaman
yang akan diukur
e. Diukur tinggi tegakan-tegakan dan diameter yang ada di dalam plot dan sub
plot utama
Universitas Sumatera Utara
f. Dihitung biomassa pohon dengan rumus–rumus yang ada pada Tabel 1
sehingga diperoleh biomasa per pohon (kg/tanaman).
g. Dijumlah