. 42
Tabung berisi udara sampel kemudian dibawa ke laboratorium. Setelah sampai di laboratorium pembungkus plastik wrap dibuka dan sumbat parafin
dikelupas. Jarum siring sangat kecil ditusukkan ke dalam sumbat karet pada bekas tusukan jarum ketika pengisian sampel. Dengan menggunakan siring 2 µl gas
disedot sebanyak 0,5 µl dan diinjeksikan ke dalam lubang injeksi gas kromatografi. Spesifikasi alat yang dipergunakan adalah kolom OV 17 dan
detektor FID. Temperatur alat diset inisial dan final pada suhu 80
o
C, sedangkan suhu pada injektor 120
o
C dan suhu pada detektor 150
o
C. Setelah beberapa saat printer akan mencatat hasil pengukuran.
Pengukuran konsentrasi standar sama dengan tahapan pengerjaan untuk pengukuran sampel. Konsentrasi gas standar pada pengukuran pertama 200 ppm
sedangkan pada pengukuran kedua 250 ppm. Penghitungan konsentrasi sampel dengan menghitung persen konsentrasi sampel hasil tercatat pada kertas printer
pada uji sampel dikalikan dengan persen konsentrasi standar hasil tercatat pada kertas printer pada uji standar. Waktu retensi untuk gas CO
2
sekitar 3,42 menit. Hasil pengukuran contoh kemudian dihitung berdasarkan konsentrasi standar.
Foto-foto alat kromatografi gas beserta kolom dan pencatat untuk mengukur konsentrasi CO
2
ambien terdapat pada Lampiran 13 serta foto-foto ketika peng- ambilan sampel gas CO
2
di lokasi penelitian dapat dilihat pada Lampiran 14.
3.10. Luasan Ruang Terbuka Hijau dan Perhitungan Perubahannya
Bentuk dan luasan ruang terbuka hijau dianalisis berdasarkan data yang diperoleh dari Dinas Tata Kota dan Pertamanan, Badan Perencanaan Daerah
Bapeda dan Badan Pusat Statistik BPS Kota Bogor serta hasil penelitian dari Indriyani 2005, Herdiansyah 2005 dan data dari P4W LPPM IPB. Selain data
tentang luasan, serial data ini kemudian dihitung untuk mendapatkan angka penurunan luasan dari setiap bentuk ruang terbuka hijau pada beberapa tahun
terakhir. Bentuk-bentuk ruang terbuka hijau yang ada di Kota Bogor dibedakan
menjadi: vegetasi rapat, vegetasi jarang, sawah, semak dan rumput. Data kepadatan pohon diperoleh dengan mengukur jumlah pohon yang diameternya
lebih dari 20 cm yang diukur pada ketinggian 1,3 m dari permukaan tanah dengan ukuran plot 100 x 100 m pada lokasi yang ditentukan berdasarkan rona pada citra
. 43
yang berbeda. Lokasi pengukuran untuk vegetasi rapat di: Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat Balitro di Cimanggu, Hutan Penelitian Dramaga,
Pusat Penelitian Hutan dan Konservasi Alam Gunung Batu, Kebun Raya Bogor dan kebun di Cimahpar dan Tanah Baru, sedangkan untuk pengukuran kepadatan
pada vegetasi jarang di: Mulyaharja, Pamoyanan, Rancamaya, Bojongkerta, Kertamaya, Genteng, Muara Sari dan pemakaman Dreded dan Kebon Pedes.
3.11. Pengukuran Daya Sink Gas CO
2
3.11.1. Penelitian di Rumah Kaca dengan Menggunakan Alat Pengukur Laju Fotosintesis
Sebanyak 5 jenis tanaman diteliti kemampuan fotosintesisnya di rumah kaca. Kelima jenis tanaman adalah: mangga Mangifera indica, jati Tectona
grandis, kenari Canarium commune, tanjung Mimusops elengi, dan sawo duren Chrysophyllum cainito. Pengukuran dilakukan dengan alat yang
menggunakan prinsip analisis kadar gas CO
2
dengan sinar inframerah. Alat ini menggunakan bahan kimia sodalime dan drierite yang dimasukkan dalam tabung
kaca. Sebelum dipergunakan alat ini harus di-set up terlebih dahulu dengan
mengatur nilai parameter-parameter lingkungan yang berpengaruh terhadap fotosintesis, agar sesuai dengan kondisi yang diinginkan. Suhu diset pada 25
C, sedangkan intensitas cahaya pada panjang gelombang untuk Photosynthetically
Active Radiation PAR yang diukur pada: 0, 20, 40, 60, 80, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800 dan 2000 µmol fotonm
2
detik. Aliran udara yang digunakan sebesar 280 µmol per detik.
Sampel daun dijepit oleh sensor yang terdapat pada kepala PLC dengan luasan daun dalam chamber 6,25 cm
2
. Pengambilan data dilakukan setelah kondisi parameter yang terlihat pada monitor LCA menunjukkan angka yang
stabil. Pengukuran dilakukan pada pukul 07.30 hingga 11.00 WIB dengan tiga ulangan. Setelah pengukuran selesai, data dipindahkan ke komputer melalui kabel
penghubung dengan menggunakan software EPROM versi 1.01. Data yang dihasilkan dari pengukuran daya serap CO
2
menggunakan alat digunakan untuk membuat kurva respons cahaya dengan menggunakan Software
. 44
Curve Expert. Menurut Farquhr dan Wong 1984 dalam June 2003, respon fotosintesis terhadap cahaya dapat ditentukan dengan rumus berikut:
Keterangan : A
: laju fotosintesis µmol CO
2
m
-2
s
-1
Q : intensitas cahaya µmol foton m
-2
s
-1
θ : efisiensi penggunaan cahaya dalam fotosintesis µmol foton m
-2
s
-1
A
max
: kecepatan fotosintesis tertinggi yang bisa dicapai oleh tumbuhan µmol CO
2
m
-2
s
-1
ε : faktor kemiringan kurva
R
dark
: respirasi yang dilakukan tanaman ketika tidak ada cahaya µmol CO
2
m
-2
s
-1
Daya serap CO
2
daun tanaman melalui fotosintesis dihitung dengan menggunakan rumus:
Keterangan: P
: daya serap CO
2
daun tanaman melalui fotosintesis µmol CO
2.
m
-2
s
-1
P
c
: daya serap CO
2
daun tanaman pada hari cerah µmol CO
2
m
-2
. hari
-1
P
o
: daya serap CO
2
daun tanaman pada hari mendung µmol CO
2
m
-2
. hari
-1
Sedangkan untuk P
c
dan P
o
dihitung dengan rumus sebagai berikut:
Keterangan: Ā
: laju fotosintesis rerata µmol CO
2
m
-2
. s
-1
n : rerata per hari lama penyinaran aktual detik . hari
-1
N : rerata per hari lama penyinaran maksimum detik . hari
-1
c : perbandingan rerata per hari laju fotosintesis pada hari mendung dengan
hari cerah yaitu sebesar 0,46 Sitompul 1995 dalam Triono 2004 menyatakan bahwa Kota Bogor yang
berada pada garis lintang 6 Lintang Selatan memiliki nilai c dan N masing-
masing sebesar 0,46 dan 43.465 detik.hari
-1
. Nilai n didapatkan pada penelitian Abdullah 2000 dalam Triono 2004 yaitu sebesar 19.286 detik. Rerata harian
intensitas cahaya matahari di Kota Bogor adalah 1.396,67 µmol foton m
-2
.detik
-1
. P = P
c
+ P
o
P
c
= Ā x n
P
o
= c x Ā x N-n
2 Ө
AA = - R
dark
θ + A
max
- Q ε + A
max 2
- 4 θQε A
max
. 45
Persamaan berikut ini adalah rumus untuk menghitung CO
2
yang dihasilkan oleh tanaman pada malam hari :
Keterangan : R : Jumlah pelepasan CO
2
melalui respirasi µmol CO
2
m
-2
. hari
-1
R
dark
: Laju respirasi daun yang diukur dengan ADC LCA-4 µmol CO
2
m
-2
. s
-1
H : Rerata jumlah waktu per hari untuk Kota Bogor nilainya sebesar 86400 detik . hari
-1
N : Rerata lama penyinaran harian maksimum untuk Kota Bogor nilainya 43465 detik . hari
-1
Daya serap CO
2
bersih merupakan selisih antara daya serap CO
2
tanaman melalui fotosintesis dan pelepasan CO
2
melalui respirasi. Sehingga untuk menghitungnya digunakan rumus sebagai berikut :
Keterangan: G : Daya serap CO
2
bersih daun tanaman µmol CO
2
m
-2
hari
-1
P : Daya serap CO
2
daun tanaman melalui fotosintesis µmol CO
2
m
-2
hari
-1
R : Jumlah CO
2
hasil respirasi µmol CO
2
m
-2
hari
-1
Dengan mengukur luas per lembar daun pada lima jenis tanaman yang diteliti, maka akan diketahui nilai sink gas CO
2
per lembar daun. Foto-foto alat yang dipergunakan terdapat pada Lampiran 12.
3.11.2. Penelitian Pendahuluan dengan Metode Karbohidrat
Penelitian ini dilakukan karena alasan keterbatasan alat. Dengan demikian dicari cara lain yang dapat menggantikan cara pengukuran dengan alat yakni
dengan metode karbohidrat yaitu dengan mengukur kadar karbohidrat total pada daun dan ranting. Landsberg dan Gower 1997 menyatakan bahwa besaran nilai
produk fotosintesis bersih NPP dapat didekati dengan mengukur kadar karbo- hidrat, biomassa dan serasah secara sekuensial, sedangkan menurut Kramer dan
Kozlowski 1979, laju fotosintesis dapat diestimasi dengan mengukur pening- katan berat bersihnya. Barnes et al. 1998 demikian juga Kramer dan Kozlowski
1979 menyatakan bahwa setelah gas CO
2
diserap oleh daun, maka akan diubah menjadi karbohidrat yang kemudian akan diikuti oleh beberapa proses seperti
R = R
dark
x H - N
G = P – R
. 46
yang terlihat pada Gambar 9. Oleh sebab itu, pengukuran kadar karbohidrat yang kedua dilakukan pukul 10.00. Hal ini dimaksudkan agar proses-proses lainnya
yang bekerja mengubah karbohidrat, masih belum banyak terjadi.
S
Gambar 9. Proses serapan gas CO
2
, pembentukan karbohidrat dan beberapa proses lainnya dalam ekosistem. Sumber: Barnes et al. 1998.
Konsumsi oleh heterop
CO
2
Karbohidrat Respirasi Gelap
Jaringan fotosintesis Pembangunan dan
pemeliharaan
Jaringan produksi primer CO
2
Konsumsi Ekskresi
Asimilasi
Jaringan produksi sekunder
Kematian Akumulasi biomassa
hidup dari konsumen Akumulasi biomassa
hidup dari tumbuhan CO
2
Karbon dalam Makhluk hidup Produksi Serasah
Dekomposisi
CO
2
Akumulasi bahan organik mati
. 47
Sebelum dilakukan pengukuran laju fotosintesis pada jenis tanaman lainnya dengan mengunakan metoda karbohidrat, maka dilakukan pengujian
terlebih dahulu ketelitian metode karbohidrat pada lima jenis tanaman. Pada penelitian kedua digunakan 5 jenis tanaman yakni: krey payung Filicium
decipiens, manggis Garcinia mangostana, melinjo Gnetum gnemon, sawo kecik Manilkara kauki dan trengguli Cassia fistula yang tumbuh di arboretum
dekat gedung Rektorat Institut Pertanian Bogor. Pemilihan jenis selain karena jenis-jenis tersebut banyak ditanam di Kota Bogor juga jenis tersebut lokasinya
berdekatan dan keadaan pertumbuhannya baik dan sehat. Kadar kandungan karbohidrat pada ranting dan daun setiap jenis tanaman
diukur pada pukul 05.00 pagi, pukul 08.00 dan pukul 10.00. Pengukuran laju fotosintesis dilakukan di pagi hari, karena pada pagi hari laju fotosintesis
dipengaruhi oleh intensitas cahaya matahari. Sedangkan di siang dan sore hari, selain dipengaruhi oleh faktor cahaya matahari juga dipengaruhi oleh cekaman air
daun juga oleh bukaan stomata yang kemudian akan mempengaruhi jumlah masukan gas CO
2
Kramer dan Kozlowski 1979. Sebanyak masing-masing 3 sampel daun dan ranting dari dua pohon setiap
jenis tanaman diambil dengan gunting pohon kemudian difiksasi dengan cara merendamnya dalam alkohol 70 selama 15 menit. Semua pengambilan sampel
ranting dan daun sampai dengan fiksasi selesai sekitar pukul 05.30. Sampel daun dan ranting kemudian dijemur di panas matahari. Setelah kering sampel di oven
dengan suhu 70
o
C selama 2 hari. Daun dan cabang yang sudah kering kemudian dibawa ke Balai Besar Biologi dan Genetika Pertanian, Bogor. Sampel kemudian
digiling sampai halus dan diayak dan diaduk sampai merata menjadi sampel komposit. Sebanyak 20 gram tepung daun komposit ini dimasukkan dalam wadah
gelas kemudian ditambah dengan 20 ml HCl 0,7 N dan dihidrolisis selama 2,5 jam dalam penangas air. Saring dalam labu ukur 100 ml lalu netralkan dengan NaOH
1 N setelah diberi phenol merah. Terjadi perubahan larutan dari berwarna biru akan berubah menjadi warna merah muda setelah dititrasi. Kemudian ditambah-
kan 5 ml ZnSO
4
5 dan 5 ml BaOH
2
0,3 N dengan tujuan mengendapkan protein dari sampel. Hal ini dimaksudkan agar gugusan CHO yang terjadi benar-
benar hanya karbohidrat. Setelah itu ditambahkan kembali larutan akuades sampai
. 48
tanda tera 100 ml. Setelah disaring, larutan supernatan yang sudah jernih diambil dengan pipet 1 ml kemudian disimpan dalam tabung kimia. Deret strandar
karbohidrat lalu dibuat 0, 5, 10, 15, 20, 25 mg kemudian tambahkan pereaksi Cu sebanyak 2 ml dan dipanaskan dalam penangas air selama 10 menit lalu
didinginkan. Setelah itu ditambahkan pereaksi Nelson dan ditambah 20 ml air sampai tanda tera pada masing-masing deret standar lalu kocok dan dibiarkan
selama 20 menit, kemudian diukur dengan spektrofotometer pada gelombang 500 µm. Untuk mendapatkan kandungan karbohidrat dihitung berdasarkan rumus:
Keterangan: S : Rerata nilai absorbansi standar
A : Rerata nilai absorbansi contoh
Dari nilai selisih kadar karbohidrat pukul 05.00 dan pukul 10.00 kemudian dihitung nilai sink gas CO
2
dengan mengalikannya dengan angka 1,467. Angka ini diturunkan dari rumus fotosintesis:
264 g CO
2
+ 108 g H
2
O Æ 180 g CH
2
O
6
+ 192 g O
2
Dengan mengukur luas per lembar daun pada lima jenis tanaman yang diteliti, maka akan diketahui nilai sink gas CO
2
per lembar daun. Setelah diperoleh data dari 5 jenis, maka dianalisis hasilnya dengan uji-T dengan menggunakan
piranti lunak SPSS 13.0. Jika selisih perbedaan data sink kedua jenis tanaman ini kurang dari 10, maka metode karbohidrat dianggap sama dengan metode alat.
Dengan perkataan lain metode karbohidrat dapat diper-gunakan untuk menggantikan metode pengukuran daya sink dengan alat.
3.11.3. Penelitian di Kebun Raya Bogor
Setelah diuji secara statistik yang menyatakan bahwa daya sink gas CO
2
oleh 5 jenis tanaman yang diukur dengan alat seperti yang telah dijelaskan pada Bab 3.11.1 dan metode karbohidrat seperti yang telah dijelaskan pada Bab 3.11.2
tidak berbeda nyata, maka metode karbohidrat dipergunakan untuk mengukur daya sink tanaman di Kebun Raya Bogor dan di Hutan Penelitian Dramaga.
000 .
1000 100
1 20
2 .
100 x
x x
S A
. 49
Sebanyak masing-masing 25 jenis tanaman yang tumbuh di Kebun Raya Bogor diukur kemampuannya dalam menyerap gas CO
2
. Pemilihan jenis tanaman selain berdasarkan penggunaannya yang telah banyak ditanam di Kota Bogor,
juga letak pohonnya tidak terlalu berjauhan serta daun dan rantingnya masih dapat dijangkau oleh galah. Jenis eksotik tidak diukur kemampuan daya sinknya, selain
karena sangat tinggi, juga tidak banyak ditanam di Kota Bogor. Metode yang dipergunakan untuk menetapkan nilai kemampuan tanaman
dalam menyerap gas CO
2
dilakukan dengan metode pengukuran karbohidrat pada daun dan ranting pada pukul 05.00 dan 10.00 pagi. Cara pengambilan sampel,
jumlah ranting dan penanganan ranting dan daun sampel selanjutnya sama dengan
metoda yang dilakukan pada Bab 3.11.2. Pengukuran kadar karbohidrat dengan
menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 500 µm dilakukan di Balai Besar Biologi dan Genetika Pertanian, Bogor.
Dari analisis karbohidrat yang diperoleh untuk menghitung rerata pemben- tukan karbohidrat per jam adalah dengan cara membagi kadar karbohidrat dibagi
4, karena fotosintesis dilakukan selama 4 jam yakni dari jam 06.00 – 10.00. Sedangkan untuk menghitung nilai daya serap gas CO
2
per jam, tetapan yang dipergunakan sebesar 1,467 yang diperoleh dari pembagian nilai 264180 dari
persamaan fotosintesis: 264 g CO
2
+ 108 g H
2
O Æ 180 g CH
2
O
6
+ 192 g O
2
Cara pengambilan contoh daun pada pohon yaitu daun dari yang termuda sampai tertua yang terdapat pada ranting diambil sebanyak 3 ranting dari cabang
pohon yang berbeda pada satu pohon. Cara penanganan daun dan ranting selanjutnya sama dengan cara yang dipergunakan pada Bab 3.11.2.
Untuk menghitung jumlah daun pada pohon dilakukan dengan penghitungan langsung dengan bantuan teropong dan penghitung tangan hand
counter. Jika jumlah pohon lebih dari tiga, maka rerata jumlah daun didapat dari penghitungan jumlah daun pada pohon dengan jumlah daun terbanyak, sedang
dan yang paling sedikit. Untuk mengukur luas daun, daun yang tertua sampai daun yang termuda
diambil dan dipindai scan dengan alat pemindai lalu dicatat luas daun secara keseluruhan. Rerata luasan per lembar daun dihitung dengan membagi luas
. 50
seluruh daun dengan jumlah daun. Parameter lainnya yang diteliti adalah jumlah dan ukuran stomata.
Tahapan kerja selanjutnya yang dilakukan di laboratorium sama dengan penelitian yang dilakukan pada Bab 3.11.2. Untuk mendapatkan nilai kemampuan
sink tanaman pepohonan di Kebun Raya Bogor terhadap gas CO
2
adalah dengan mengalikan jumlah pohon dengan sink per jenis tanaman per pohon X.
3.11.4. Penelitian di Hutan Penelitian Dramaga
Sampel sebanyak 21 jenis tumbuhan yang dipilih berdasarkan dominansi jumlah pohon, letaknya tidak terlalu berjauhan dan ranting dan daunnya masih
dapat dijangkau dengan galah. Ke-21 jenis ini kemudian dihitung jumlah dan rerata luas daunnya. Metode pengambilan daun dan pengukuran luas daun dan
jumlah daun per pohon sama dengan metode yang dilakukan di Kebun Raya Bogor. Tahapan kerja selanjutnya yang dilakukan di laboratorium sama dengan
penelitian yang dilakukan pada Bab 3.11.2. Metode yang dipergunakan dalam penelitian ini sama dengan kedua metode terdahulu, seperti yang telah dijelaskan
pada Bab 3.11.2 dan Bab 3.11.3.
3.11.5. Jumlah dan Ukuran Stomata
Daun yang tidak terlalu tua dan juga tidak terlalu muda dari tanaman yang diukur kemampuan sinknya di Kebun Raya Bogor dan di Hutan Penelitian
Dramaga dipetik dari rantingnya lalu diolesi dengan cutex cat kuku yang transparan lalu dibiarkan mengering. Setelah kering cutex dikelupas dengan hati-
hati dari permukaan daun agar tidak robek. Cutex lalu diletakkan di bawah lensa objektif kemudian diamati dan diambil fotonya. Parameter yang diteliti adalah
jumlah dan kerapatan serta panjang dan lebar stomata. Nilai sink per cm
2
untuk setiap jenis tanaman kemudian dicari hubungannya dengan panjang stomata, lebar stomata dan kerapatannya dengan
menggunakan program SPSS 13.0. Jika koefisien diterminasinya lebih dari 0,7; maka dianggap mempunyai hubungan yang berarti Mattjik dan Sumertajaya 2002
serta Sulaiman 2002.
. 51
3.12. Simulasi Konsentrasi Gas CO