Sintesis Biomaterial Kitosan–TiO2 Pada Proses Kalsinasi Temperatur Rendah

• , Admin Alief, Zulhadjri, Upita Septiani dan Rina Yulita

  Titanium dioksida (TiO

  2 terhadap panas dapat

  Dari uraian di atas dan merujuk pada hasil penelitian sebelumnya, untuk meningkatkan kestabilan hibridisasi kitosan-TiO

  Metoda sol-gel untuk sintesis oksida logam disamping peralatannya sederhana juga tingkat kehomogenan distribusi partikel cukup baik. Untuk mengontrol tekstur pembentukan kristal dari titania diawali dari pembentukan xerogel, sehingga diperlukan penambahan suatu senyawa tertentu untuk proses modifikasi tekstur titania, dalam hal ini digunakan senyawa organik kitosan yang merupakan senyawa biopolimer yang dapat berhibridisasi melalui ikatan hidrogen dari gugus hidroksil dan amina pada kitosan dengan Ti-OH yang merupakan prekusor logam alkoksida (Titanium Iso Propoksida) yang telah mengalami proses hidrolisis pada pembentukan sol. Kitosan dapat berfungsi sebagai template pencetak pori, sehingga dapat meningkatkan efektifitas kinerja dari TiO 2 .

  Penyediaan titania telah dilakukan dengan berbagai metoda sintesis, seperti metoda hidrotermal, solid state, dan sol-gel.

  ) atau titania merupakan salah satu senyawa oksida semikonduktor yang telah diaplikasikan secara luas di berbagai bidang karena keunggulan yang dimilikinya diantaranya, inert terhadap asam dan basa, non korosif dan non toksik. Penggunaan titania sebagai katalis juga telah banyak dikembangkankan karena titania memiliki kereaktifan terhadap sinar, porositas yang tinggi dengan luas permukaan besar. Kinerja katalis dari titania sangat ditentukan oleh morfologi dari titania tersebut baik struktur, ukuran, bentuk, porositas, sehingga penelitian yang terus dikembangkan adalah untuk meningkatkan kinerja katalis dengan memodifikasi morfologinya melalui pengembangan atau pemilihan metoda sintesis dengan penambahan senyawa tertentu sebagai senyawa dopant.

  2

  Kata Kunci: Biomaterial, Biopolimer, Titania Dioksida, Kalsinasi PENDAHULUAN

  

Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 2013

  Analisis TGA pada programming temperature 25-800 ^o C dapat memberikan informasi kestabilan kitosan-TiO ^{2 terhadap temperatur tertentu dan jika dikorelasi dengan analisis X-}

ray diffraction membuktikan bahwa waktu kalsinasi mempengaruhi intensitas pembentukan

kristal kitosan-TiO ^{2 . Analisis SEM-EDX memperlihatkan bongkahan kitosan seperti batang} terdistribusi merata pada permukaan TiO ₂ dan diperkuat dengan data EDX yang memberikan analisis komposisi biomaterial secara semi kuantitatif.

  C, proses pertumbuhan kristal dan kestabilan hibridisasi kitosan-TiO ₂ dapat dipertahankan. Produk biomaterial kitosan-TiO ^{2 yang dihasilkan berupa powder, dari}

analisis FT-IR menunjukkan bahwa terjadi perubahan intensitas dari gugus-gugus fungsi

prekusor dan terbentuknya hibridisasi kitosan-TiO ₂ pada rentang sidik jari 4000-400 cm ^-1 .

  

Jurusan Kimia FMIPA , Universitas Andalas, Padang

Abstrak. Sintesis biomaterial titania dioksida (TiO ₂ ) dengan penambahan biopolimer

kitosan dapat dilakukan dengan metoda sol-gel. Penelitian ini bertujuan untuk mengamati

apakah dengan memperpanjangkan lama waktu kalsinasi 2-10 jam pada temperatur rendah

250 dan 300 ^o

  Yetria Rilda

  2 Pada Proses Kalsinasi

Temperatur Rendah

  Sintesis Biomaterial Kitosan –TiO

  Semirata 2013 FMIPA Unila

  dilakukan dengan pengaturan kondisi kalsinasi dengan tujuan penelitian

• –TiO
^{2 Pada Proses Kalsinasi Temperatur}

Rendah – 6 jam dan pH diatur menjadi pH = 10. Campuran sol dipanaskan pada suhu 100-110C selama 5 jam untuk proses polikondensi dengan pembentukan gel. Gel dikarakterisasi dengan TGA. Pembentukan powder TiO

  2 dapat

  Prosedur Kerja SINTESIS KITOSAN-TiO ² Sintesis TiO 2 dilakukan dengan metoda

  sol-gel. Sebagai prekusor digunakan campuran TIP dan DEA sebagai aditif untuk menstabilkan TIP dengan perbandingan (1 : 2), kemudian prekusor dihidrolisis didalam pelarut isopropanol sampai homogen selama 1 jam pada temperatur kamar (Larutan A). Larutan B terdiri dari senyawa kitosan dilarutkan dalam larutan asam asetat 5%, dihomogenkan selama 4 jam. Kemudian larutan A dan B dicampurkan dengan perbandingan B terhadap A adalah 10- 20%. Untuk mendapatkan campuran sol yang homogen dan stabil diperlukan waktu pengocokkkan selama 5

  2

  dilakukan dengan mengkalsinasi gel pada temperatur rendah 250-300C, dan variasi lama waktu kalsinasi 2 –10 jam untuk memperoleh kristalinitas TiO

  2

  dan mengamati sejauh mana kestabilan hibridisasi kitosan-TiO

  dipertahankan. Powder TiO

  2

  2 yang

  dihasilkan dikarakterisasi dengan XRD, SEM dan EDX.

  HASIL DAN PEMBAHASAN SINTESIS KITOSAN-TiO ₂ Untuk memperoleh kehomogenan dan

  kestabilan sol antara kitosan yang bersifat organik dengan prekusor TIP yang bersifat anorganik dalam proses hibridisasi kitosan- TiO

  2 sangat dipengaruhi oleh kelarutan

  kitosan. Kitosan merupakan senyawa biopolimer turunan kitin yang mempunyai karakter fisikokimia antara lain berwarna putih dan berbentuk kristal, sedikit larut dalam air, tidak larut dalam pelarut organik. Pelarut kitosan yang baik adalah pelarut asam organik seperti asam asetat atau asam formiat. Kelarutan kitosan dipengaruhi oleh besar kecilnya derajat deasetilasi, Derajat asetilasi besar kelarutan akan lebih besar dan sebaliknya. Besar kecilnya derajat deasetilasi akan menjadi ukuran kemurnian dari proses isolasi kitosan. Derajat deasetilasi ditentukan dari pengukuran intensitas spektrum FT-IR kitosan pada angka gelom bang 1654,8 cm

  dan 3386,8 cm

  ) merck, Isopropanol (merck 98 %), Kitosan Komersial dari IPB, HCl (pa), NaOH (pa).

  2 OH)

  dan berdasarkan data yang dikonversikan ke Hukum Lambert Beer dapat ditentukan derajat deasetilasi dari kitosan komersil yang berasal dari Institut Pengurangan berat sangat drastis terjadi jika temperatur lebih besar dari 250

  C dan apakah pengaruh lama waktu kalsinasi 2-10 jam terhadap proses kesempurnaan pertumbuhan kristal dan karakter morfologi kitosan-TiO 2 yang dihasilkan.

  Yetria Rilda, dkk: Sintesis Biomaterial Kitosan

  486| Semirata 2013 FMIPA Unila penelitian adalah mempelajari apakah dengan penambahan biopolimer kitosan akan mempengaruhi kehomogenan sol dari prekusor pada proses sintesis TiO

  2

  dengan metode sol-gel, bagaimana kestabilan hibridisasi kitosan-TiO

  2

  dapat dipertahankan jika kalsinasi dilakukan pada temperatur rendah 250 dan 300

  o

  METODA PENELITIAN Alat dan Bahan

  2 CH

  Alat - alat yang digunakan didalam penelitian adalah seperangkat alat-alat gelas, hot plate dan magnetik stirer, bola penghisap, neraca analitis (Sartorius TE.2145), pH meter (CG803. Schoti Gerate), oven (Heraeus T.5042), furnace nitrogen (Thermolyne 1300 Furnace), cawan porselen, FT - IR (Jasco 460), TGA (Thermographymetric Analyzer), XRD (X

  ,

  Port PAN Analytical) dan SEM - EDX (Jeol JSM 6360 LA). Bahan-bahan kimia yang digunakan didalam penelitian ini adalah Titanium Isopropoksida (TIP : C

  12 H

  28 O

  4 Ti) (Aldrich, 97 %), Dietanol

  Amin (DEA : NH(CH

• 1
• 1

  C, kestabilan kitosan diperkirakan 60-70% dapat terhibridisasi dengan TiO 2 .

  kitosan 20 % terhadap prekusor TIP, memberikan pembentukan TiO

  o

  C. Kitosan merupakan senyawa organik, pada temperatur 600

  o

  C diperkirakan komponen unsur didalam kitosan mengalami dekomposisi sempurna pada suhu tersebut. Sedangkan TIP merupakan senyawa anorganik yang digunakan sebagai prekusor dalam pembentukan TiO

  2 , pengurangan berat

  mulai terjadi pada temperatur 100

  o

  C, yang diindikasikan sebagai proses penguapan pelarut, dan pengurangan drastis terjadi seiring dengan kenaikan temperatur yang diindikasikan sebagai tahapan dekomposisi dari senyawa organik dari logam alkoksida (TIP). Kestabilan tercapai dimana tidak terjadi pengurangan berat pada temperatur 500 ^O

  C, yang diasumsikan sebagai pembentukan oksida titanium. Jika pada prekusor TIP ditambahkan senyawa kitosan sebagai senyawa yang berfungsi untuk memodifikasikan morfologi TiO

  2 dengan penambahan

  2

  o

  yang lebih stabil terhadap panas pada temperatur 600

  O

  C, karena kitosan mengawali peranannya pada pembentukan gel sebagai

  template pencetak pori. Dari pola TGA

  pada gambar 1 dapat diamati bahwa senyawa kitosan itu sendiri pada temperatur 600

  O

  C, pengurangan berat mencapai 99 %, fakta ini memberikan indikasi bahwa kitosan merupakan senyawa organik yang terdekomposisi sempurna pada temperatur tinggi, sehingga dapat disimpulkan bahwa pada temperatur tersebut tidak dapat dipertahankan kestabilannya jika diinginkan hibridisasi kitosan

  2

  . Akan tetapi jika proses kalsinasi dilakukan pada temperatur 250-300

  o

  C sampai diperoleh berat yang stabil pada temperatur 600

  o C.

  

Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 2013

  o

  Semirata 2013 FMIPA Unila Pertanian Bogor (IPB) sebesar 96,3 %. Kitosan dengan derajat deasetilasi besar mempunyai kelarutan yang besar dalam asam asetat. Konsentrasi asam juga mempengaruhi daya larut kitosan, dari variasi konsentrasi asam asetat diperoleh kelarutan paling baik pada konsentrasi asam asetat 5 %.

  Proses polikondensasi merupakan proses pembentukan jaringan oksida molekul prekursor dalam media cair yang berlansung dengan penguapan pelarut pada suhu 110 ^O

  C, dimana pada proses kondensasi biopolimer kitosan dapat berperan meningkatkan dispersi nanopartikel dan membantu proses pembentukan kristal pada suhu yang lebih rendah jika dibandingkan dengan sintesis TiO

  2 tanpa penambahan kitosan.

  ANALISIS TGA (Thermo- Gravimetric Analysis) KITOSAN-TiO ² Analisis TGA dapat menjadi tolak ukur

  untuk menetapkan temperatur yang tepat dalam mengkalsinasi gel dari hibridisasi kitosan-TiO 2 . Pada penelitian Triwahyuni. M (2011), sintesis kitosan-TiO

  2 dilakukan

  pada temperatur kalsinasi 300

  o

  C –700

  C selama 2 jam. Akan tetapi pada rentang temperatur tersebut diperoleh morfologi yang berbeda-beda dan diperkuat dengan analisis komposisi data EDX diperoleh informasi bahwa pada temperatur kalsinasi dibawah 400

  C, dan 40 % pada temperatur 300

  o

  C, kitosan yang berhibridisasi dan tersubstitusi pada TiO

  2

  memberikan produk kitosan- TiO

  2 yang stabil, tetapi

  struktur berbentuk amorf, sedangkan pada suhu 400 ^O C kitosan tidak stabil, hanya sebagian kecil fragmen-fragmen dari kitosan tersubstitusi, sedangkan pertumbuhan kristal TiO

  2 telah memberikan

  intensitas berdasarkan analisis dengan XRD.

  Pola TGA pada gambar 1 menampilkan adanya perbedaan kestabilan termal dari beberapa sampel. Sampel kitosan mengalami pengurangan berat sebesar 30 % ketika dipanaskan pada temperatur 250

  o

• – TiO

• –TiO
^{2 Pada Proses Kalsinasi Temperatur}

Rendah

  dapat dilihat pada gambar 3. Dari pola SEM memperlihatkan pertumbuhan kristal TiO

  o

  diperoleh TiO

  2 anatase setelah di matching kan dengan JCPDS No. 21-1276.

  Jika lama waktu kalsinasi diperpanjang 3,5,7 dan 10 jam pada temperatur 300

  o

  C, diperoleh perbedaan intensitas yang berbeda. Dari gambar 2 memperlihatkan terjadi kenaikan kristalinitas pada lama kalsinasi masing-masingnya adalah 3 jam 90 au, 5 jam 98 au, dan 7 jam 109 au, tetapi terjadi pengecualian pada 10 jam kalsinasi terjadi penurunan intensitas 99 au. Dan dari analisis lebih lanjut, kalsinasi pada 5 jam lebih baik morfologi powder yang dihasilkan. Sehingga dapat disimpulkan bahwa semakin bertambah lama waktu kalsinasi, terjadi kenaikan intensitas dari kitosan-TiO

  2 , fakta ini menunjukkan bahwa

  kalsinasi pada temperatur rendah membutuhkan waktu yang lama untuk pembentukan kristal dari kitosan yang didoping pada TiO

  2. ANALISIS SEM-EDX (Scanning Microscopy

  Pola morfologi permukaan dari TiO

  2

  2

  o

  belum sempurna pada temperatur kalsinasi rendah 250-300

  o

  C. Kristal belum mempunyai bentuk morfologi yang jelas dan pendistribusian partikel belum merata. Jika merujuk pada data XRD pada suhu 250

  o

  C dan 300

  o

  C kristal masih berupa amorf. Tetapi pada pola SEM dari kitosan yang dihibridisasi dengan TiO

  2 pada

  temperatur kalsinasi rendah 300

  o

  C selama 5 jam seperti ditunjukkan pada gambar 4. Pada Gambar 4, memperlihatkan bahwa kitosan terdoping pada permukaan TiO

  2 ,

  sangat rendah pada temperatur tersebut. Pada 2θ = 25,4

  pada gambar 2 menunjukkan intensitas kristalinitas pada 2θ = 25,4

• – Energy Dispersive X-ray)

  yang dikalsinasi pada temperatur 300

  Yetria Rilda, dkk: Sintesis Biomaterial Kitosan

  488| Semirata 2013 FMIPA Unila

  Gambar 1. Pola TGA % Pengurangan Berat Sebagai Fungsi Temperatur, a. Gel TiO ^{2 , b. Powder kitosan dan c. Gel} kitosan-TiO ₂ ANALISIS XRD (X-Ray Diffraction)

  KITOSAN-TiO ² Karakter struktur kitosan-TiO 2 yang

  dihasilkan jika dikalsinasi pada temperatur rendah antara 250-300

  o

  C, proses kristalisasi TiO

  2

  belum memberikan intesitas yang tajam dan diindikasikan struktur dominan fase amorf. Pada kondisi temperatur tersebut berdasarkan data dari analisis TGA, belum terjadi dekomposisi sempurna senyawa organik dari logam alkoksida sebagai prekusor yang digunakan dan senyawa organik dari kitosan itu sendiri. Secara visual dapat diamati bahwa penampilan fisik dari powder berwarna hitam, yang diindikasikan masih terdapat banyak senyawa karbon, karena belum sempurnanya proses kalsinasi pada suhu tersebut.

  Gambar 2. Pola XRD Powder TiO ₂

  dan kitosan -TiO

  2

  o

  2

  C dengan lama waktu kalsinasi yang berbeda (a)TiO

  2 , 3 jam, (b)

  kitosan-TiO

  2,

  3 jam, (c) kitosan-TiO

  2,

  5 jam, (d) kitosan-TiO

  2 , 7 jam, (e) kitosan-

  TiO 2 , 10 jam.

  Analisis XRD TiO

  2

  dan kitosan-TiO

  karena terdapatnya bongkahan seperti

  

Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 2013

Gambar 4. Pola SEM kitosan-TiO pada

  batang yang merupakan morfologi dari _o ²

  temperatur kalsinasi 300 C dengan

  senyawa kitosan, fakta ini dapat

  waktu kalsinasi 5 jam

  membuktikan terjadinya interaksi antar Komposisi unsur-unsur didalam produk muka atau ikatan hidrogen telah terbentuk

  TiO

  2 masing-masingnya memiliki

  pada saat pembentukan sol berlanjut pada persentase unsur adalah sebagai berikut, gel antara gugus hidroksil dan amina unsur Ti dominan hampir > 70 %, kitosan dengan gugus Ti-OH dari hidrolisis sedangkan persentase dari kandungan C Titanium isopropoksida didalam pelarut masih cukup tinggi. Setelah penambahan isopropanol. kitosan pada sintesis TiO

  2 dan dikalsinasi

  Sedangkan untuk mengetahui komposisi

  o

  pada temperatur 300 C selama 5 jam, dan distribusi dari unsur-unsur yang ada di diperoleh ada penurunan persentase unsur dalam biomaterial kitosan-TiO

  2 dapat

  C= 26,69 %; N= 16,10 %; dan Ti= 57,12 digunakan analisis semikuantitatif dari data %. Data EDX ini menunjukkan adanya EDX. terjadi penurunan persentase unsur N dan Ti, hal ini dapat mengggambarkan terjadi interaksi melalui ikatan hidrogen antara kitosan dan TiO . Jika lama waktu

  2

  kalsinasi Kitosan-TiO diperpanjang

  2

  selama 10 jam terjadi peningkatan persentase unsur Ti, tetapi terjadi penurunan persentase unsur C dan N yang diindikasikan bahwa proses kalsinasi dengan waktu yang lama akan meningkatkan jumlah dekomposisi senyawa organik dari prekusor dan kitosan tersebut, sehingga menurunkan kestabilan dari produk kitosan-TiO Fakta ini dapat 2. ditarik suatu kesimpulan bahwa temperatur dan lama waktu kalsinasi mempengaruhi

  Gambar 3. Pola SEM TiO pada temperatur _{2 o} komposisi produk dan memberikan kalsinasi 300 C dengan waktu

  morfologi struktur yang berbeda pula dari

  kalsinasi 5 jam

  produk Kitosan-TiO 2.

  KESIMPULAN

  Dari hasil penelitian sintesis Kitosan- TiO dapat diambil beberapa kesimpulan

  2

  adalah sebagai berikut, kehomogenan sol dari prekusor TIP dengan penambahan biopolimer kitosan sangat dipengaruhi oleh kesempurnaan kelarutan kitosan dalam pelarutnya asam asetat 5%, kestabilan produk kitosan-TiO dapat dipertahankan

  2 o

  pada temperatur kalsinasi 300

  C, dari data EDX memberikan informasi persentase unsur didalam biomaterial kitosan-TiO

  2

  adalah C= 26,69 %; N= 16,10 % dan Ti= Semirata 2013 FMIPA Unila

  Yetria Rilda, dkk: Sintesis Biomaterial Kitosan ^{2 Pada Proses Kalsinasi Temperatur}

• –TiO

  Rendah

  57,12 %. Sedangkan data XRD gel dan Karakte risasinya‖. Skripsi menunjukkan derajat kristalisasi yang lebih Jurusan Kimia. baik untuk proses kalsinasi kitosan-TiO

2 Synowiecki, J., and Al-Khateeb, N.A. 2003.

  o

  pada temperatur rendah 250-300 C adalah 5

  Production, Properties, and Some New jam. Applications of Chitin and its Derivatives. Critical Reviews in Food

DAFTAR PUSTAKA

  Science and Nutrition, 43, no. 2, 145- 171. Rilda. Y, Dharma. A, Arief .S, Alif. A, dan Pabon, E, Retuert, H, and Bottcher, H.

  Shaleh .B. 2010.

  ”Efek Doping Ni (II) 2004. ^{2 -SiO 2 Mixed Oxide Prepared}

  ‖TiO

  Pada Aktifitas Fotokatalitik dari TiO ² by a Combined Sol-Gel and Polymer Untuk Inhibisi Bakteri Patogenik”.

  Inclusion Method. Microporous and Jurnal Makara Sains

  Vol. 14: 7-14.

  Mesoporous Materials”. 67. 195-203.

  Rilda, Yetria., S. Arief, A.Dharma dan A.

  Yugui Tao, Jun Pan, Shilei Yan, Bin Tang, Admin. 2010 (b). Modifikasi dan

  Longbao Zhu. 2007. ―Tensile Strength

  Karakterisasi Titania (M- TiO ^{2 ) dengan} Optimization and Characterization of Doping Ion Logam Transisi FeNi dan Chitosan/TiO2 hybrid film CuNi. Jurnal Natur Indonesia

  ‖ Material 12(2) : Science and Engineering B.

  Vol 138. 84- 178-185.

  89. Al

• – Sagher, F. Muslim, S. 2009. Thermal Rilda, Yetria., S. Arief, A.Dharma dan A.

  and Mechanical Propertis of

  Admin. 2010 (b). Modifikasi dan

  Chitosan/SiO ^{2 Hybrid Composite.}

  Karakterisasi Titania (M- TiO ^{2 ) dengan} Journal of Nanomaterial. Doping Ion Logam Transisi FeNi dan

  Sheau-Ming Chen, Ming-Shien Yen, and

  CuNi. Jurnal Natur Indonesia

  12(2) : Yun-Hwei Shen. 201

  0. ‖Effect of 178-185

  Chitosan Biopolymer and UV/TiO ² Zayim, E.O. 2005. Effect of Calcination method for the de-Coloration of Acid and pH Value on The Structural and Blue 40 simulated textile wastewater

  ‖

  Optical Properties of Titanium Oxide African Journal

  . Vol 9 (34). 5575-5580.

  Thin Films.

  Journal of Materials Science Marza. T. 2011. ‖Efek Penambahan Kitosan 40: 1345-1352.

  Pada Sintesis TiO dengan Metoda Sol-

  2

  490| Semirata 2013 FMIPA Unila

  

Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 2013

  Semirata 2013 FMIPA Unila

  

PERKIRAAN CADANGAN KARBON TERSIMPAN DI

TEGAKAN POHON PADA HUTAN KOTA DI PALEMBANG

SUMATERA SELATAN

Yuanita Windusari

  1 , Harmida

  1 , Hanifa Marisa

  1 , Muhammad Agus

  2 ₁ Staf Jurusan Biologi FMIPA Universitas Sriwijaya; ² Mahasiswa Jurusan Biologi

FMIPA

Universitas Sriwijaya

Abstrak.

  Telah dilakukan penghitungan terhadap perkiraan nilai cadangan karbon tersimpan

pada tegakan pohon yang ada di hutan kota Palembang. Kawasan penelitian adalah kawasan

hutan kota yang berada di area bandara Sultan Mahmud Badaruddin II dengan luas ± 30 ha,

dan dilaksanakan pada November 2012 hingga Januari 2013. Lima plot sebagai area

purposive sampling ditentukan berdasarkan kondisi vegetasi. Perkiraan cadangan karbon

dihitung menggunakan persamaan allometrik dengan asumsi 46% biomassa merupakan

cadangan karbon tersimpan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perkiraan cadangan

karbon tersimpan pada tegakan pohon sebesar 86,43 ton C per hektar yang ditemukan pada

Plot I adalah cadangan karbon tertinggi dari 187,9 ton nilai biomassa per hektar, sedangkan

perkiraan cadangan karbon terendah sebesar 22,08 ton C per hektar ditemukan pada Plot III

berasal dari 48,0 ton nilai biomassa per hektar. Berdasarkan asumsi, maka dapat diperkirakan

pada area seluas 30 ha menyimpan sekitar 1.380,9 ton C. Besarnya cadangan karbon

tersimpan pada tegakan pohon sangat dipengaruhi oleh diameter batang dan jenis vegetasi.

  Kata kunci: perkiraan cadangan karbon tersimpan, tegakan pohon, hutan kota

  PENDAHULUAN

  Keseimbangan ekologis daerah perkotaan, kesinambungan sistem hidrologi, dan meningkatnya estetika kawasan kota dapat ditunjang oleh keberadaan ruang terbuka hijau. Berdasarkan UU Lingkungan Hidup No 7 tahun 2007 tentang penataan ruang dijelaskan bahwa untuk menjalankan proses-proses ekologis di wilayah perkotaan, maka luas minimal ruang terbuka hijau adalah 30% dari total luas wilayah kota. Menurut Vanacker et al. (2007), sistem hidriologi dalam suatu kawasan akan terjaga keberlanjutannya apabila 30% kawasan tersebut tertutup oleh vegetasi. Joga dan Ismaun (2011) menyatakan bahwa ruang terbuka hijau terdiri atas 20% ruang terbuka hijau umum dan 10% ruang terbuka pribadi.

  Pentingnya keberadaan hutan kota berkaitan erat dengan fungsi hutan. Djamal (2008) menjelaskan bahwa hutan kota berfungsi sebagai penyegar udara atau sebagai paru-paru kota, menurunkan suhu kota dan meningkatkan kelembapan, sebagai ruang hidup satwa, penyanggah dan perlindungan permukaan tanah dari erosi, pengendalian dan mengurangi polusi udara dan limbah, peredam kebisingan, tempat pelestarian plasma nutfah dan bioindikator serta dapat menyuburkan tanah. Karenanya adalah penting untuk mengelola dan mempertahankan luasan kawasan hutan kota.

  Berdasarkan Perda Hutan Kota No. 6 Tahun 2007, dengan luas sebesar 400,61 km2 (asumsi 1 km2 sama dengan 100 ha), kota Palembang baru menyediakan sekitar 3% wilayahnya (12,33 km2) sebagai kawasan hutan kota. Luasan ini sebenarnya masih belum memenuhi kebutuhan akan kawasan hijau sebagaimana ditetapkan Permendagri No. 1 Tahun 2007 tentang pedoman penyediaan dan pemanfaatan

  

Yuanita Windusari: PERKIRAAN CADANGAN KARBON TERSIMPAN DI TEGAKAN

POHON PADA HUTAN KOTA DI PALEMBANG SUMATERA SELATAN

  Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sriwijaya, Indralaya.

  Volume pohon ditentukan dengan mengukur diameter batang setinggi dada atau 1,3 m dari permukaan tanah. Nilai biomassa dihitung setelah penghitungan berat jenis setiap spesies merujuk pada rumus dalam Hairiah et al. (2007).

  Penghitungan biomassa merujuk cara kerja Hairiah et al. (2011) yaitu pengukuran biomassa pohon dapat dilakukan melalui penaksiran volume pohon tanpa melakukan perusakan (non-destructive). Perkiraan cadangan karbon tersimpan yang ditemukan dihitung berdasarkan metode tanpa pemanenan atau non destructive. Sutaryo (2009) menyatakan bahwa metode tanpa pemanenan dilakukan dengan mengukur diameter pohon dan menggunakan persamaan allometrik.

  Pengukuran Diameter dan cadangan karbon

  Indriyanto (2010). Sebanyak 5 buat plot dibuat dalam penelitian ini.

  dalam

  Penempatan plot sampling secara acak terstruktur (purposive sampling) berada di kawasan hutan kota SMB II. Plot sampling merupakan perwakilan dari setiap tipe sebaran vegetasi yang tumbuh di kawasan penelitian dan vegetasi dominan dengan diameter batang >20cm. Ukuran plot 100 x 20 m didesain berdasarkan modifikasi penelitian Hairiah et al. (2011). Kriteria pohon inti ( diameter 20-49 cm) dan pohon besar (diameter >50 cm) merujuk pada penetapan klasifikasi dari Direktoral Jenderal Kehutanan (1990)

  Cara Kerja Lokasi dan penetapan plot sampling

  Penelitian dilaksanakan pada November 2012 hingga Januari 2013 di kawasan Hutan Kota Sultan Mahmud Badaruddin (SMB) II, Palembang. Pengukuran berat biomassa dilakukan di Laboratorium Ekologi Tumbuhan, Jurusan Biologi,

  492| Semirata 2013 FMIPA Unila ruang terbuka hijau di kawasan perkotaan dan Permen PU No 5/PRT/M/2008.

  METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian

  Berdasarkan pernyataan tersebut, maka penelitian untuk memperkirakan cadangan karbon pada suatu biomassa hutan dapat difokuskan hanya pada biomassa tegakan pohon. Data biomassa suatu ekosistem sangat berguna untuk mengevaluasi produktivitas suatu ekosistem hutan (Siregar dan Heriyanto, 2010).

  yang mempercepat pemanasan global (Yuliasmara dan Wibawa 2007). Penyimpanan karbon di daratan umumnya terdapat pada komponen pepohonan (Hairiah dan Rahayu, 2007). Hardjana (2010) juga menjelaskan bahwa biomassa pohon, terutama batang memiliki 73,47% total karbon tersimpan, sedangkan akar, cabang, dan daun hanya menyimpan kartbon sekitar 13,95%, 7,20% dan 3,12%.

  2 dan peningkatan polutan

  Berkurangnya kerapatan vegetasi di permukaan bumi, baik akibat konversi dan/atau penebangan hutan berdampak pada meningkatnya suhu bumi, menurunnya keseimbangan ekosistem, mengurangi penyimpanan CO

  et al ., 2011).

  II merupakan hutan kota kedua terluas (± 30 ha) yang terdapat di kota Palembang dan berada dibawah kewenangan Pemerintah Kota Palembang, setelah sebelumnya berada dibawah kewenangan Departemen Kehutanan (Hidayah 2010). Berdasarkan karakteristik dan struktur komposisi vegetasi penyusunnya, maka kawasan hutan ini merupakan hutan sekunder (Windusari

  Hutan kota Sultan Mahmud Badaruddin

  Keterangan : B = Biomassa pohon (kg/pohon) , Ρ = Berat jenis kayu (g/cm

• ^-3 ), D = Diameter pohon (cm), C = Kesalahan = 0,62

  

Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 2013

  Pengamatan pada tabel 1 hasil memperlihatkan bahwa biomassa pohon tertinggi (0,15 ton) ditemukan pada pohon

  3 Swietenia mahagonia 24,11 0,02 0,01

  2 Pterocarpus indica 32,40 0,08 0,04

  1 Acacia mangium 40,38 0,15 0,06

  Cadangan karbon (tonC/pohon)

  Biomassa Pohon (ton/pohon)

  No Spesies Nilai rata-rata Diameter Batang (cm)

  

Tabel 1. Rata-rata diameter, biomassa pohon dan cadangan karbon dari tiga spesies pohon

dominan di hutan kota SMB II, Talang Betutu, Palembang.

  . Berdasarkan biomassa per pohon dapat ditentukan cadangan karbon per pohon. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa Acacia mangium memiliki cadangan karbon terbesar (0,06 ton C per pohon), diikuti Pterocarpus indica (0,04 ton C per pohon) dan cadangan karbon terendah dimiliki oleh Swietenia mahagonia (0,01 ton C per pohon).

  mahagonia

  diameter batang paling besar, dan biomassa terendah (0,02 ton) ditemukan pada pohon dengan diameter terkecil yaitu Swietenia

  Acacia mangium yang memiliki ukuran

  . Berdasarkan biomassa per pohon dapat ditentukan cadangan karbon per pohon. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa Acacia mangium memiliki cadangan karbon terbesar (0,06 ton C per pohon), diikuti Pterocarpus indica (0,04 ton C per pohon) dan cadangan karbon terendah dimiliki oleh Swietenia mahagonia (0,01 ton C per pohon).

  Semirata 2013 FMIPA Unila Total biomassa dihitung menggunakan rumus dalam Hairiah dan Rahayu (2007).

  mahagonia

  diameter batang paling besar, dan biomassa terendah (0,02 ton) ditemukan pada pohon dengan diameter terkecil yaitu Swietenia

  Acacia mangium yang memiliki ukuran

  (32,40 cm), dan Swietenia mahagonia (24,11 cm). Pengamatan pada table 1 hasil memperlihatkan bahwa biomassa pohon tertinggi (0,15 ton) ditemukan pada pohon

  Ptreocarpus indica

  menunjukkan bahwa Acacia mangium merupakan tegakan pohon dengan rata-rata diameter paling besar (40,38 cm), diikuti

  Ptreocarpus indica dan Swietenia mahagonia . Pengukuran diameter pohon

  II Palembang. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa kawasan hutan tersebut didominasi oleh 3 (tiga) spesies tegakan pohon yaitu Acacia mangium,

  Tabel 1 menyajikan rata-rata diameter batang, biomassa pohon dan cadangan karbon pohon di kawasan hutan kota SMB

  Data yang diperoleh dideskripsikan dan ditampilan dalam bentuk tabel yang menyatakan jumlah, diameter pohon, biomassa pohon, dan cadangan karbon pohon.

  Analisis Data

  Konsentrasi karbon dalam bahan organik biasanya sekitar 46%, sehingga karbon tersimpan per komponen dapat dihitung dengan mengalikan total biomassa pohon dengan konsentrasi karbon seperti yang dijelaskan oleh Hairiah dan Rahayu (2007).

HASIL DAN PEMBAHASAN

  

Yuanita Windusari: PERKIRAAN CADANGAN KARBON TERSIMPAN DI TEGAKAN

POHON PADA HUTAN KOTA DI PALEMBANG SUMATERA SELATAN

  494| Semirata 2013 FMIPA Unila

  Tabel 2. Rata-rata diameter batang, jumlah pohon, biomassa dan cadangan karbon pohon

  Plot Diameter batang(m) Jumlah pohon

  Biomassa (ton/ha)

  Cadangan Karbon (tonC/ha)

  I 40,89 22 187,9 86,43

  II 33,59 13 60,5 27,83

  III 23,81 16 48,0 22,08

  IV 31,97 14 106,6 49,04 V 37,28 12 97,4 44,80

  Total 167,54 77 500,4 230,18 Rata-rata 33,508 15,4 100,08 46,03

  Hasil pengamatan yang telah dilakukan membuktikan pendapat bahwa makin besar diameter suatu tegakan pohon maka makin besar biomassa dan perkiraan cadangan karbon tersimpan didalamnya. Manuri et al, (2011) menjelaskan bahwa meningkatnya ukuran diameter pohon setinggi dada berdampak pada peningkatan persentase besarnya biomassa terhadap biomassa total pohon. Tingginya kandungan karbon tersimpan pada bagian batang berkaitan dengan pentingnya unsur tersebut sebagai bahan organik penyusun dinding sel batang. Kayu secara umum tersusun atas selulosa, lignin dan bahan ekstraktif. Komponen kayu tersebut sebagian besar disusun oleh unsur karbon.

  Berdasarkan rata-rata diameter batang dalam setiap plot pengamatan, maka dapat diperkirakan total cadangan karbon tersimpan pada tegakan pohon yang terdapat di kawasan penelitian. Tabel 2 menampilkan data rata-rata diameter batang berdasarkan jumlah tegakan pohon yang ditemukan di setiap plot, rata-rata biomassa pohon di setiap plot dan perkiraan cadangan karbon tersimpan di setiap plot, serta perkiraan total cadangan karbon tersimpan di area penelitian. Cadangan karbon pohon yang ditemukan pada masing-masing plot ditentukan dari ketiga spesies dominan.

  Dari Tabel 2 terlihat bahwa plot III yang memiliki jumlah pohon relatif lebih banyak (16 pohon) dibandingkan plot II (13 pohon), plot IV (14 pohon) dan plot V (12 pohon), tetapi cenderung memiliki diameter batang lebih kecil (23,81cm) dibandingkan plot II (33,59cm), plot IV (31,97), dan plot V (37,28cm). Diameter yang cenderung kecil juga berpengaruh terhadap biomassa tegakan dan cadangan karbon tersimpan dalam tegakan, sehingga plot III memiliki cadangan karbon terendah dibandingkan dengan cadangan karbon pada plot-plot lainnya. Hasil pengamatan ini, juga makin membuktikan bahwa ukuran diameter tegakan pohon mempengaruhi secara langsung terhadap biomassa dan cadangan karbon tersimpan dalam tegakan pohon.

  Jumlah rata-rata biomassa pada setiap plot mempengaruhi nilai kandungan karbon tersimpan dari tegakan pohon. Berdasarkan hasil pada tabel 2, diketahui bahwa biomassa dan cadangan karbon terbesar ditemukan pada plot I yaitu sebesar 187,9 ton per ha dengan cadangan karbon tersimpan sebesar 86,43 ton C per ha,

  

Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 2013

  o

  2 Pterocarpus indica 0,08 24,75 11,38

  1 Acacia mangium 0,15 88,18 40,56

  Cadangan karbon (ton/ha)

  Biomassa Pohon (ton/ha)

  No Spesies Nilai rata-rata Biomassa Pohon (ton/pohon)

  Tabel 3. Nilai biomassa dan cadangan karbon tersimpan pada tiga spesies dominan

  LS memiliki minimal 11 ton cadangan karbon tersimpan per ha yang terdapat didalam biomassa tumbuhan hutan. Golden Agri-Resources dan SMART (2012) menyatakan bahwa hutan dengan cadangan karbon tersimpan lebih dari 35 ton C per ha tergolong sebagai hutan yang perlu dipertimbangkan untuk dikonservasi. Berdasarkan hasil yang telah diperoleh dalam penelitian ini, maka kawasan hutan kota SMB II dapat direkomendasikan sebagai hutan konservasi.

  LU dan 10

  Semirata 2013 FMIPA Unila sedangkan biomassa dan cadangan karbon terendah ditemukan pada ploy III sebesar 48 ton per ha dengan cadangan karbon sebesar 22,08 ton C per ha.

  o

  Indriyanto (2010) menyatakan bahwa hutan hujan tropis yang terletak pada ordinat 10

  nilai cadangan karbon tersimpan 40,56 ton per ha, diikuti dengan Pterocarpus indica sebesar 24,75 ton C per ha dengan cadangan karbon tersimpan 11,38 ton per ha, dan Swietenia mahagonia sebesar 2,18 ton per ha dengan cadangan karbon tersimpan 2,18 ton per ha.

  mangium sebesar 88,18 ton per ha dengan

  Berdasarkan biomassa pohon per ha, maka dapat diperkirakan jumlah biomassa dan cadangan karbon tersimpan per hektar. Hasil menunjukkan bahwa biomassa dan cadangan karbon tersimpan terbesar ditemukan pada tegakan pohon Acacia

  Perbandingan nilai cadangan karbon yang ditemukan dari ketiga spesies tegakan pohon dominan di kawasan hutan kota SMB II ditunjukkan pada Tabel 3.

  Besar nilai biomassa pohon dan cadangan karbon pada tegakan pohon dipengaruhi oleh diameter pohon. Hasil pengamatan juga membuktikan pendapat bahwa makin besar diameter suatu tegakan pohon maka makin besar biomassa dan perkiraan cadangan karbon tersimpan. Rata- rata nilai cadangan karbon sebesar 46,03 ton C per ha yang ditemukan di kawasan penelitian telah memenuhi kriteria minimal jumlah cadangan karbon tersimpan di kawasan hutan hujan tropis.

  Hasil penghitungan terhadap total cadangan karbon tersimpan berdasarkan rata-rata biomassa tegakan per plot adalah 46,03 ton C per ha, sehingga dapat diasumsikan bahwa cadangan karbon tersimpan pada tegakan pohon di kawasan hutan SMB II seluas ± 30ha adalah 1.380,9 ton

  3 Swietenia mahagonia 0,02 4,75 2,18

  

Yuanita Windusari: PERKIRAAN CADANGAN KARBON TERSIMPAN DI TEGAKAN

POHON PADA HUTAN KOTA DI PALEMBANG SUMATERA SELATAN

  Karbon Pada Hutan Tanaman Acacia Mangium di HTI PT. Surya Hutani Jaya, Kalimantan Timur. Jurnal Penelitian

  . Golden Agri- Recources Ltd. Singapore: 48 hlm. Hairiah, K dan Rahayu, S. 2007.

  Pengukuran Karbon Tersimpan di Berbagai Macam Penggunaan Lahan .

  World Agroforestry Centre. Bogor. Hairiah, K., Ekadinata, A., Sari, R., dan

  Rahayu, S. 2011. Pengukuran

  Cadangan Karbon Dari Tingkat Lahan Ke Bentang Lahan, Petunjuk Praktis, Edisi Kedua . Word Agroforestry Centre.

  Bogor: xiii + 85 hlm. Harjana, A. 2010. Potensi Biomassa dan

  Sosial dan Ekonomi Kehutanan

  Jakarta: xiv +179 hlm. Golden Agri-Recources and SMART. 2012.

  . Vol. 7 No. 4: 237-349 hlm. Hidayah, N. 2010. Cadangan Karbon Hutan

  Kota Palembang. Tesis Program Pascasarjana . Universitas Sriwijaya. Indrawan, M., Primack, R., Supriatna, J.

  2007. Biologi Konservasi, Edisi Revisi. Yayasan Obor Indonesia. Jakarta: xv + 623 hlm.

  Indriyanto. 2010. Ekologi Hutan. Bumi Aksara. Jakarta: xi + 209 hlm. Jhamtani, H., Wardana, A., Lisa, K. 2009.

  Berubah Atau Diubah, Lembar Fakta dan Panduan Pemasanasan Global dan Perubahan Iklim .

  INSIST Press. Yogyakarta: 74 hlm.

  Laporan Penelitian Hutan Berstok Tinggi, Pendefinisian dan Identifikasi Wilayah Hutan Berstok Tinggi Untuk Kemungkinan Konservasi

  Djamal, Z. 2008. Tantangan Lingkungan dan Lanskap Hutan Kota . Bumi Aksara.

UCAPAN TERIMAKASIH

  Penelitian ini didanai oleh Dana Penelitian Hibah Bersaing Lanjutan Universitas Sriwjaya No.

  KESIMPULAN

  Berdasarkan hasil-hasil yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa : Nilai biomassa dan cadangan karbon tersimpan tertinggi pada tegakan pohon di area penelitian adalah 187,9 ton per ha dengan perkiraan cadangan karbon sebesar 86,43 ton C per ha dan terendah dengan prakiraan cadangan karbon sebesar 22,08 ton C per ha

  Nilai cadangan karbon tersimpan pada tegakan pohon di area penelitian adalah 46,03 ton C per ha, sehingga dapat diasumsikan bahwa cadangan karbon tersimpan pada tegakan pohon di kawasan hutan SMB II seluas ± 30ha adalah 1.380,9 ton

  Nilai biomassa dan cadangan karbon tersimpan terbesar ditemukan pada spesies

  Acacia mangium dan terendah ditemukan

  pada spesies Swietenia mahagonia

  496| Semirata 2013 FMIPA Unila

  No. 134. FAO : USA (Online version Oktober 2012.

  DAFTAR PUSTAKA Adinata, A, Murtini, T, dan Wijayanti.

  2009. Persepsi Masyarakat Terhadap

  Karakter Taman Kota, Studi Kasus: Taman Menteri Supeno di Semarang .

  International Symposium of Nusantara Urban Research Institute. Universitas Diponegoro.

  Arsyad, S. 2010. Konservasi Tanah dan A ir. IPB Press. Bogor: xxiv + 472 hlm.

  Brown, S. 1997. Estimating Biomass and Biomass Change of Tropical Forest.

  Forestry Paper

  0014/UN9.4.2/LK.UPL/2012 dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Kegiatan Pekerjaan Penelitian Hibah Bersaing Nomor : 004.b/UN9.3.1/PL/2012. Ucapan terimakasih diberikan kepada mahasiswa jurusan Biologi FMIPA yang telah membantu terlaksananya penelitian

  

Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 2013

  Kota dan Keanekaragaman Jenis Pohon di Jabodetabek

  Tidak dipublikasi

  Penelitian Hibah Bersaing Lanjutan.

  Kasus Pada Hutan Kota Palembang Sumatera Selatan . Laporan Hasil

  Karakteristik Hutan Dan Estimasi Produksi Biomassa Karbon : Studi

  Windusari, Y., Hilda Zulkifli, Zulkifli Dahlan, Dan Harmida. 2012.

  Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia, 23(3), 149-158 hlm.

  Pengukuran Karbon Tersimpan Pada Perkebunan Kakao Dengan Pendekatan Biomassa Tanaman. Warta Pusat

  . Wetlands International Indonesia Programe. Bogor: vi + 39 hlm. Yuliasmara, F. & A. Wibawa. 2007.

  Sebuah Pengantar Untuk Studi Karbon dan Perdagangan Karbon

  Bogor. Sutaryo, D. 2009. Penghitungan Biomassa,

  Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata , Institut Pertanian

  Saptaria, D. 2005. Penentuan Luasan Optimal Hutan Kota Sebagai Penyerap Gas CO2, Studi Kasus Di Kota Palembang, Sumatera Selatan. Skripsi

  . Yayasan KEHATI. Jakarta: xi + 270 hlm.

  Samsoedin, I dan Waryono, T. 2010. Hutan

  Semirata 2013 FMIPA Unila Joga, N dan Ismaun, I. 2011. RTH 30%, Resolusi (Kota) Hijau . Gramedia.

  Fakultas Kehutan, Intitut Pertanian Bogor.

  Departemen Manajemen Hutan ,

  Alometrik Biomassa dan Massa Karbon Pohon Acacia mangium wild. Skripsi

  Kehutanan Intitut Pertanian Bogor. vi + 56 hlm. PERDA Kota Palembang. 2006. Hutan Kota . Palembang. 16 hlm. Purwitasari, H. 2011. Model Persamaan