Pendugaan Cadangan Karbon Pada Tegakan Karet (Hevea brasiliensis) di Desa Marjanji Asih, Kecamatan Tanah Jawa, Kabupaten Simalungun Chapter III VI
METODOLOGI PENELITIAN
Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Hutan Desa Marjanji Asih Tanah Jawa,
Sumatera Utara dan di Laboratorium Kimia Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan,
Institut Pertanian Bogor (IPB). Waktu penelitian dilaksanakan pada bulan Juli
sampai Oktober 2016.
Alat dan Bahan Penelitian
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah GPS, haga hypsometer, pita
diameter, tali berskala, aluminium foil, timbangan (neraca Ohaus), parang, kamera
digital, alat tulis, tally sheet, tali rafia, kantong plastik, label nama, kalkulator,
Software SPSS 16.0 dan Microsoft Excel 2007. Bahan yang digunakan dalam
penelitian ini adalah tegakan karet (Hevea brasiliensis).
Metode Penelitian
Penentuan Lokasi Penelitian
Penentuan lokasi penelitian dilakukan dengan metode purposive sampling
with random start artinya penentuan daerah dilakukan secara sengaja dan acak.
Daerah penelitian ini dilaksanakan pada Hutan Desa Marjanji Asih Tanah Jawa,
Kabupaten Simalungun, Provinsi Sumatera Utara.
Desain plot penelitian
Penelitian dilakukan pada lahan agroforestri dan monokultur berbasis
tanaman karet. Luas plot contoh yang digunakan dalam penelitian ini adalah 7200
m2 atau sebesar 0,72 ha. Lahan agroforestri karet dan monokultur karet masingmasing memiliki luas sekitar 1,5 ha sehingga intensitas sampling yang diperoleh
Universitas Sumatera Utara
sebesar 48 %. Pada kedua lahan tersebut dibuat 6 plot penelitian, yaitu 3 plot pada
lahan agroforestri dan 3 plot pada monokultur. Plot yang digunakan berukuran 40
m × 60 m dengan jarak antar plot 1 m. Pada setiap plot dibuat 3 petak contoh
dengan ukuran 20×20 m2 untuk inventarisasi pohon (diameter ≥ 20 cm), 10×10 m2
untuk inventarisasi tiang (diameter 10 sampai < 20 cm), 5×5 m2 untuk
inventarisasi pancang (diameter < 10 cm dan tinggi≥ 1,5 m, 2×2 m
2
untuk
inventarisasi semai (tinggi ≤ 1,5 m) . Petak contoh pengamatan diletakkan secara
sistematis (systematic sampling). Desain plotdapat dilihat pada Gambar 1.
60 m
40 m
60 m
Gambar 1. Desain Plot Penelitian
Struktur dan Komposisi Tegakan
Dalam
kegiatan
analisis
vegetasi
dilakukan
pengukuran
secara
keseluruhan terhadap pohon per plot. Adapun parameter yang diukur adalah
sebagai berikut :
1. Diameter merupakan garis lurus yang menghubungkan dua titik di tepi batang
dan melalui sumbu batang, Diameter yang diukur adalah Dbh (Diameter
Setinggi Dada) atau diukur 1,3 m dari permukaan tanah.
2. Tinggi total, yaitu jarak terpendek dari titik puncak tegakan dengan titik
proyeksinya pada bidang datar.
Universitas Sumatera Utara
3. Tinggi bebas cabang, yaitu jarak terpendek dari titik sebelum cabang pertama
dengan titik proyeksinya pada bidang datar.
4. Berat basah tegakan, yaitu hasil penjumlahan semua berat basah dari tegakan.
Pemilihan dan Pengambilan Pohon Sampel
Setelah dilakukan kegiatan analisis vegetasi pada setiap plot, tahap
selanjutnya adalah pemilihan dan pengambilan pohon sampel yang dilakukan
dilakukan dengan cara menebang (destructive), dengan cara sebagai berikut :
1. Pemilihan pohon sampel pada plot penelitian dengan kriteria sehat dilakukan
dengan penebangan tiga buah tanaman karet pada tiap-tiap plot yang berukuran
20x20 m2 dan letaknya berselang-seling (random) dengan jalur utama berada
tepat di tengah.
2. Penimbangan Biomassa, penimbangan dilakukan untuk mengetahui berat basah
total (BBT). Penimbangan dilakukan setelah setiap fraksi dipisahkan, jika tidak
memungkinkan penimbangan 1 kali, maka lakukan penimbangan secara
bertahap, khususnya untuk fraksi yang memiliki volume yang besar.
Penimbangan dimulai dari fraksi batang, cabang dan daun.
3. Pengambilan Sampel, sampel diperlukan untuk mengetahui kadar air dan kadar
karbon melalui pengujian laboratorium.
Pada setiap potongan batang yang telah dibagi-bagi di atas, ambil sampel
pada bagian atas batang dan bawah batang yang dimulai dari empulur sampai kulit
luarnya atau berkisar antara 300-700 gram. Timbang dengan timbangan, lalu
masukkan ke dalam plastik ukuran 1/2 kg. Sedangkan pada sampel ranting diambil
sampel pada sebanyak 300 gram. Timbang dengan timbangan, lalu masukkan ke
Universitas Sumatera Utara
dalam plastik ukuran 1/2 kg. Dan pada sampel daun diambil sampel pada daun
sebanyak 300 gram. Ditimbang, lalu masukkan ke dalam plastik 1/2 kg.
Prosedur Penelitian di Laboratorium
1. Berat Jenis Kayu
Contoh uji berat jenis kayu berukuran 2cm x 2cm x 2cm. Pengukuran
berat jenis kayu dilakukan dengan tahapan kerja sebagai berikut :
a. Menimbang contoh uji dalam keadaan basah untuk mendapatkan berat awal.
b. Mengukur volume contoh uji: contoh uji dicelupkan dalam parafin, lalu
dimasukkan kedalam tabung erlenmayer yang berisi air sampai contoh uji
berada di bawah permukaan air. Berdasarkan hukum Archimedes volume
sampel adalah besarnya volume air yang dipindahkan oleh contoh uji.
c. Kemudian contoh uji dikeringkan dalam tanur selama 24 jam dengan suhu 103
± 2 °C dan ditimbang untuk mendapatkan berat keringnya.
2. Kadar Air Kayu
Contoh uji kadar air dari batang utama dan cabang yang berdiameter > 5
cm dibuat dengan ukuran 2cm x 2cm x 2cm. Sedangkan contoh uji dari bagian
daun seberat ± 300 g. Pengukuran kadar air contoh uji adalah sebagai berikut :
a. Contoh uji ditimbang berat basahnya.
b. Contoh uji dikeringkan dalam tanur 103 ± 2 °C sampai tercapai berat konstan,
kemudian dimasukkan kedalam desikator dan ditimbang berat keringnya.
c. Penurunan berat contoh uji yang dinyatakan dalam persen terhadap berat kering
tanur ialah kadar air contoh uji.
3. Kadar Zat Terbang
Universitas Sumatera Utara
Prosedur penentuan kadar zat terbang menggunakan American Society for
Testing Material (ASTM) D 5832-98. Prosedurnya adalah sebagai berikut :
a. Sampel dari tiap bagian pohon berkayu dipotong menjadi bagian-bagian kecil
sebesar batang korek api, sedangkan sampel bagian daun dicincang.
b. Sampel kemudian dioven pada suhu 80 °C selama 48 jam.
c. Sampel kering digiling menjadi serbuk dengan mesin penggiling (willey mill).
d. Serbuk hasil gilingan disaring dengan alat penyaring (mesh screen) berukuran
40-60 mesh.
e. Serbuk dengan ukuran 40-60 mesh dari contoh uji sebanyak ± 2 gr, dimasukkan
kedalam cawan porselen, kemudian cawan ditutup rapat dengan penutupnya
dan ditimbang dengan alat timbang.
f. Contoh uji dimasukkan kedalam tanur listrik bersuhu 950 °C selama 2 menit.
Kemudian didinginkan dalam desikator dan selanjutnya ditimbang.
g. Selisih berat awal dan berat akhir yang dinyatakan dalam persen terhadap berat
kering contoh uji merupakan kadar zat terbang.
4. Kadar Abu
Prosedur penentuan kadar abu menggunakan American Society for Testing
Material (ASTM) D 2866-94. Prosedurnya adalah sebagai berikut :
a. Sisa contoh uji dari penentuan kadar zat terbang dimasukkan ke dalam tanur
listrik bersuhu 900 °C selama 6 jam.
b. Selanjutnya didinginkan didalam desikator dan kemudian ditimbang untuk
mencari berat akhirnya.
c. Berat akhir (abu) yang dinyatakan dalam persen terhadap berat kering tanur
contoh uji merupakan kadar abu contoh uji.
Universitas Sumatera Utara
5. Kadar Karbon
Penentuan kadar karbon contoh uji dari tiap-tiap bagian pohon
menggunakan Standar Nasional Indonesia (SNI) 06-3730-1995, dimana kadar
karbon contoh uji merupakan hasil pengurangan 100% terhadap kadar zat terbang
dan kadar abu.
Pengolahan Data
Kadar air
Nilai kadar air dari contoh uji didapat dengan menggunakan persamaan
sebagai berikut :
% KA =
BBc − BKc
x 100%
BKc
(Haygreen & Bowyer, 1982 dalam Purwitasari 2011)
Dimana :
% KA
= Persen Kadar Air
BBc
= Berat Basah Contoh (gr)
BKc
= Berat Kering Contoh (gr)
Kadar zat terbang
Kadar zat terbang dinyatakan dalam persen berat dengan rumus:
Kadar zat terbang =
A− B
x 100%
A
(ASTM, 1990a dalam Purwitasari 2011)
Dimana :
A
= Berat kering tanur pada suhu 105 oC
B
= Berat contoh uji dikurangi berat berat cawan dan sisa contoh uji berat
cawan dan sisa contoh uji pada suhu 950 oC
Universitas Sumatera Utara
Kadar abu
Besarnya kadar abu dihitung dengan rumus sebagai berikut :
Kadar abu =
Berat abu
x 100%
Berat contoh uji ker ing oven
(ASTM, 1990b dalam Purwitasari, 2011)
Kadar karbon
Kadar karbon tetap ditentukan berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI)
06-3730-1995 sebagai berikut:
Kadar karbon terikat arang = 100% - kadar zat terbang arang - kadar abu
Berat kering/ Biomassa
Berat kering total bagian-bagian pohon dihitung dengan rumus :
BK =
BB
% KA
1+
100
(Haygreen & Bowyer, 1996 dalam Purwitasari 2011)
Dimana :
BK
= Berat kering/biomassa (Kg)
BB
= Berat basah (Kg)
KA
= Kadar air (%)
Model allometrik biomassa dan massa karbon Hevea brasiliensis
Model hubungan antara massa karbon dan diameter pohon. Fungsi
hubungan ini dibangun melalui persamaan regresi sederhana. Model persamaan
yang digunakan adalah :
- Model penduga biomassa yang hanya terdiri dari satu peubah saja :
W = aDb dan W = a + bD
Universitas Sumatera Utara
- Model penduga biomassa yang terdiri dari dua peubah bebas :
W = aDb1Hb2 dan W = a + b1D + b2H
- Model penduga massa karbonnya :
C = aDb dan C = a + bD
- Model penduga massa karbon dari dua peubah bebas :
C = aDb1Hb2 dan C = a +b1D + b2H
Dimana : W = Biomassa (kg/pohon)
C = Massa Karbon (kg/pohon)
D = Diameter Pohon (cm)
H = Tinggi Pohon (m)
a,b = Konstanta
(Purwitasari, 2011).
Universitas Sumatera Utara
GAMBARAN UMUM LOKASI PENELITIAN
Lokasi penelitian ini dilakukan di Provinsi Sumatera Utara, Kab.
Simalungun, Kec. Hotunduhan, Kampung Saribu Asih desa Marjanji Asih.
Kabupaten Simalungun ini memiliki luas 1450 Ha dengan batas wilayah sebelah
utara dengan desa Maligas Tonga, batas sebelah selatan dengan desa Bt. Turunan,
sebelah Barat dengan desa Tangga Batu dan sebelah timur dengan desa Jawa
Tengah, jarak dari kota Medan sekitar 152 km, terletak antara 2,36° – 3,18° LU
dan 98,32° – 99,35° BT, berada pada ketinggian 20 – 1.400 m diatas permukaan
laut. Sebelah barat berbatasan dengan Kabupaten Karo, sebelah timur dengan
Kabupaten Asahan, sebelah utara berbatasan dengan Kabupaten Serdang Bedagai
dan sebelah selatan dengan Kabupaten Toba Samosir. Kecamatan Tanah Jawa
yang terdiri dari 20 desa/kelurahan ini berjarak ± 50 Km dari kantor Bupati
Simalungun dengan waktu tempuh ± 1 jam, sedangkan dengan kotamadya
Pematang Siantar hanya berjarak ± 21 km dengan waktu tempuh ± 30 menit.
Untuk menuju ibukota kabupaten sendiri dan beberapa kabupaten lainnya
masyarakat Kecamatan Tanah Jawa haruslah melalui kota Pematang Siantar.
Keadaan iklim Kabupaten Simalungun bertemperatur sedang, suhu
tertinggi terdapat pada bulan Juli dengan rata-rata 26,4°C. Rata – rata suhu udara
tertinggi pertahun adalah 29,3°C dan terendah 20,6°C. Kelembapan udara ratarata perbulan 84,2 % dengan kelembapan tertinggi terjadi pada bulan Desember
yaitu 87,42% dengan penguapan rata-rata 3,35mm/hari. Kabupaten Simalungun
memiliki topografi yang bervariasi, dimana dataran tinggi terletak di bagian Barat
Daya, Barat dan Barat Laut, sedangkan dataran rendah terletak pada bagian Utara,
Universitas Sumatera Utara
Timur dan Tenggara. Kabupaten Simalungun memiliki kemiringan lereng antara
0-40% dengan ketinggian antara 20-1400 mdpl.
Desa Marjanji Asih sendiri terdiri dari 124 kepala keluarga, dengan jumlah
laki-laki 375 orang dan perempuan 355 orang. Berbagai macam vegetasi yang
dapat dijumpai antara lain karet, durian, jengkol, petai, kakao, pisang, pinang,
singkong, aren, kelapa sawit, dan bambu.
Universitas Sumatera Utara
HASIL DAN PEMBAHASAN
Struktur Komposisi Tegakan Karet (Hevea brasiliensis)
Hasil analisis vegetasi yang telah dilakukan pada lahan monokultur dan
agroforestri ini juga menunjukkan bahwa tegakan yang memiliki diameter
terbesar pada lahan monokultur yaitu 23,56 cm dengan tinggi total sebesar 11,80
m dan tegakan yang memiliki diameter terkecil yaitu 21,01 cm dengan tinggi total
sebesar 9,80 m. Sedangkan tegakan yang memiliki diameter terbesar pada lahan
agroforestri yaitu 28,98 cm dengan tinggi total sebesar 18,2 m dan tegakan yang
memiliki diameter terkecil yaitu 11,46 cm dengan tinggi total sebesar 9,62 m.
Rata-rata diameter tegakan karet yang ditebang sebagai tanaman contoh terpilih
yaitu sebesar 17,28 cm, dan rata-rata tinggi total tanaman contoh adalah sebesar
13,31 m.
Tabel 1. Hasil perhitungan tegakan tingkat pohon tegakan karet pada lahan monokultur
No. Plot
1
2
3
Total
Rata-rata
Total (Pohon/Plot)
41
41
32
114
38
Berdasarkan Tabel 1, dapat dilihat bahwa jumlah tegakan karet pada lahan
monokultur pada plot 1 sebanyak 41 pohon, pada plot 2 sebanyak 41 pohon dan
32 pohon pada plot 3. Total pohon yang terdapat pada lahan monokultur adalah
sebanyak 114 pohon dengan rata-rata 38 pohon per plot. Sebaran pohon di lahan
monokultur ini cenderung seragam, hal ini dikarenakan tegakan tersebut yang
menempati lahan monokultur dimana usia tanaman yang seragam dan diameter
yang cenderung seragam untuk dikategorikan sebagai pohon. Jumlah pohon di
Universitas Sumatera Utara
lahan monokultur termasuk sedikit karena tegakan lain memiliki diameter yang
dapat dikategorikan sebagai tiang atau belum dapat dikatakan pohon.
Tabel 2. Hasil perhitungan tegakan tingkat pohon tegakan karet pada lahan agroforestri
No. Plot
1
2
3
Total
Rata-rata
Total (Pohon/Plot)
16
23
27
66
22
Berdasarkan Tabel 2, dapat dilihat terdapat 16 pohon pada plot 1, 23
pohon pada plot 2, dan 27 pohon pada plot 3. Total pohon yang terdapat pada
lahan agroforestri adalah sebanyak 66 pohon dengan rata-rata 22 pohon per plot.
Pada lahan agroforestri ini juga tedapat jenis pohon lain yaitu durian, jengkol, dan
petai. Diameter dan tinggi pohon yang terdapat pada lahan agroforestri cenderung
seragam karena terdapat perbedaan usia, jarak tanam, dan kondisi topografi serta
keadaan sekitarnya.
Tabel 3. Jenis Vegetasi lain yang dijumpai pada Lahan Agroforestri.
No
Nama Lokal
Jumlah
1
Kakao
44
2
Pinang
23
3
Bambu
1
4
Pisang
11
5
Singkong
38
6
Sawit
8
7
Petai
1
8
Durian
17
9
Nangka
1
10
Aren
1
11 Jengkol
1
Diperoleh jenis-jenis tanaman lain yang terdapat pada lahan agroforestri
yaitu Durian, Jengkol, Petai, Kakao, Pisang, Pinang, Singkong, Aren, Sawit, dan
Bambu.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4. Indeks Nilai Penting tingkat semai pada Monokultur Karet
No.
Nama
Lokal
1
Karet
Nama
Ilmiah
Hevea
brasiliensis
Jumlah
Semai
KR
(%)
FR
(%)
INP
(%)
24
100
100
200
100
100
200
Total
Hasil pada Tabel 4 dan Tabel 5 menunjukkan bahwa setiap lahan baik
agroforestri ataupun monokultur memiliki jenis semai yang sama yaitu semai
karet yaitu dengan jumlah 12 pada lahan agroforestri dan 24 pada lahan
monokultur. Hal ini juga terkait dengan jumlah karet yang lebih dominan tumbuh
dari jenis lainnya.
Tabel 5. Indeks Nilai Penting tingkat semai pada Agroforestri Karet
No.
Nama
Lokal
1
Karet
Nama
Ilmiah
Hevea
brasiliensis
Jumlah
Semai
KR
(%)
FR
(%)
INP
(%)
12
100
100
200
100
100
200
Total
Jumlah semai yang ditemukan pada lahan agroforestri adalah sebanyak 12.
Dengan nilai INP tingkat semai pada lahan agroforestri karet adalah sebesar 200.
Tabel 6. Indeks Nilai Penting Tingkat Tiang pada Monokultur Karet
No.
Nama
Lokal
1
Karet
Nama
Ilmiah
Hevea
brasiliensis
Total
KR
(%)
FR
(%)
DR
(%)
INP
(%)
100
100
100
300
100
100
100
300
Diperoleh bahwa INP tingkat tiang pada lahan monokultur karet sebesar
300. Hal ini disebabkan karena lahan monokultur karet tujuan utamanya untuk
memproduksi getah karet secara penuh, tanpa adanya produksi yang lainya.
Tabel 7. Indeks Nilai Penting Tingkat Tiang pada Agroforestri Karet
No.
Nama
Lokal
1
Karet
2
Durian
Total
Nama
Ilmiah
Hevea
brasiliensis
Durio
zibethinus
KR
(%)
FR
(%)
DR
(%)
INP
(%)
80
68,97
98,36
247,33
20
31,03
1,64
52,67
100
100
100
300
Universitas Sumatera Utara
INP karet tingkat tiang pada lahan agroforestri sebesar 247,33 atau lebih rendah
dari sistem monokultur. Hal ini disebabkan karena adanya tanaman lain yang
ditanam pada areal tersebut, hal ini juga disebabkan karena kerapatan yang
disebabkan adanya tanaman lain tersebut.
Tabel 8. Indeks Nilai Penting Tingkat Pohon pada Monokultur Karet
No.
Nama
Lokal
1
Karet
Nama
Ilmiah
Hevea
brasiliensis
Total
KR
(%)
FR
(%)
DR
(%)
INP
(%)
100
100
100
300
100
100
100
300
Berdasarkan hasil yang diperoleh bahwa INP karet pada lahan monokultur
mencapai 300. Hal ini disebabkan karena hanya terdapat pohon karet yang
dijumpai pada lahan monokultur.
Tabel 9. Indeks Nilai Penting Tingkat Pohon pada Agroforestri Karet
No.
Nama
Lokal
Nama
Ilmiah
KR
(%)
FR
(%)
DR
(%)
INP
(%)
1
Durian
Durio
zibethinus
18,1818
38,8869
18,49
75,56
2
Jengkol
Archidendron
pauciflorum
1,5151
5,5552
1,19
8,27
3
Karet
Hevea
brasiliensis
78,7878
50,0025
79,26
208,05
4
Petai
Parkia
speciosa
1,5151
5,5552
1,06
8,12
100
100
100
300
Total
INP karet pada lahan agroforestri lebih rendah yaitu sebesar 208,05
dibandingkan lahan monokultur karet karena terdapat tanaman lain. Pada lahan
agroforestri, tanaman karet memiliki INP yang lebih tinggi dari jenis lainnya yaitu
jengkol, petai dan durian. Dan INP paling rendah terdapat pada petai 8,12.
Indeks Keanekaragaman dan Indeks Keseragaman
Indeks Keanekaragaman (H’) pada Agroforestri karet sebesar 0,624 dan
Universitas Sumatera Utara
pada Karet monokultur sebesar 0. Hal ini menunjukkan jumlah jenis diantara
jumlah total individu seluruh jenis yang ada termasuk dalam kategori rendah.
Menurut Mason (1980), jika nilai Indeks Keanekaragaman lebih kecil dari 1
berarti keanekaragaman jenis rendah, jika diantara 1-3 berarti keanekaragaman
jenis sedang, jika lebih besar dari 3 berarti keanekaragaman jenistinggi.
Indeks Keseragaman (E) pada Agroforestri karet sebesar 0,149 dan pada
Karet monokultur sebesar 0. Nilai tersebut menunjukkan nilai keseragaman
tegakan termasuk dalam kategori rendah. Krebs (1985) menyatakan bahwa Indeks
Keseragaman rendah 0
Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Hutan Desa Marjanji Asih Tanah Jawa,
Sumatera Utara dan di Laboratorium Kimia Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan,
Institut Pertanian Bogor (IPB). Waktu penelitian dilaksanakan pada bulan Juli
sampai Oktober 2016.
Alat dan Bahan Penelitian
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah GPS, haga hypsometer, pita
diameter, tali berskala, aluminium foil, timbangan (neraca Ohaus), parang, kamera
digital, alat tulis, tally sheet, tali rafia, kantong plastik, label nama, kalkulator,
Software SPSS 16.0 dan Microsoft Excel 2007. Bahan yang digunakan dalam
penelitian ini adalah tegakan karet (Hevea brasiliensis).
Metode Penelitian
Penentuan Lokasi Penelitian
Penentuan lokasi penelitian dilakukan dengan metode purposive sampling
with random start artinya penentuan daerah dilakukan secara sengaja dan acak.
Daerah penelitian ini dilaksanakan pada Hutan Desa Marjanji Asih Tanah Jawa,
Kabupaten Simalungun, Provinsi Sumatera Utara.
Desain plot penelitian
Penelitian dilakukan pada lahan agroforestri dan monokultur berbasis
tanaman karet. Luas plot contoh yang digunakan dalam penelitian ini adalah 7200
m2 atau sebesar 0,72 ha. Lahan agroforestri karet dan monokultur karet masingmasing memiliki luas sekitar 1,5 ha sehingga intensitas sampling yang diperoleh
Universitas Sumatera Utara
sebesar 48 %. Pada kedua lahan tersebut dibuat 6 plot penelitian, yaitu 3 plot pada
lahan agroforestri dan 3 plot pada monokultur. Plot yang digunakan berukuran 40
m × 60 m dengan jarak antar plot 1 m. Pada setiap plot dibuat 3 petak contoh
dengan ukuran 20×20 m2 untuk inventarisasi pohon (diameter ≥ 20 cm), 10×10 m2
untuk inventarisasi tiang (diameter 10 sampai < 20 cm), 5×5 m2 untuk
inventarisasi pancang (diameter < 10 cm dan tinggi≥ 1,5 m, 2×2 m
2
untuk
inventarisasi semai (tinggi ≤ 1,5 m) . Petak contoh pengamatan diletakkan secara
sistematis (systematic sampling). Desain plotdapat dilihat pada Gambar 1.
60 m
40 m
60 m
Gambar 1. Desain Plot Penelitian
Struktur dan Komposisi Tegakan
Dalam
kegiatan
analisis
vegetasi
dilakukan
pengukuran
secara
keseluruhan terhadap pohon per plot. Adapun parameter yang diukur adalah
sebagai berikut :
1. Diameter merupakan garis lurus yang menghubungkan dua titik di tepi batang
dan melalui sumbu batang, Diameter yang diukur adalah Dbh (Diameter
Setinggi Dada) atau diukur 1,3 m dari permukaan tanah.
2. Tinggi total, yaitu jarak terpendek dari titik puncak tegakan dengan titik
proyeksinya pada bidang datar.
Universitas Sumatera Utara
3. Tinggi bebas cabang, yaitu jarak terpendek dari titik sebelum cabang pertama
dengan titik proyeksinya pada bidang datar.
4. Berat basah tegakan, yaitu hasil penjumlahan semua berat basah dari tegakan.
Pemilihan dan Pengambilan Pohon Sampel
Setelah dilakukan kegiatan analisis vegetasi pada setiap plot, tahap
selanjutnya adalah pemilihan dan pengambilan pohon sampel yang dilakukan
dilakukan dengan cara menebang (destructive), dengan cara sebagai berikut :
1. Pemilihan pohon sampel pada plot penelitian dengan kriteria sehat dilakukan
dengan penebangan tiga buah tanaman karet pada tiap-tiap plot yang berukuran
20x20 m2 dan letaknya berselang-seling (random) dengan jalur utama berada
tepat di tengah.
2. Penimbangan Biomassa, penimbangan dilakukan untuk mengetahui berat basah
total (BBT). Penimbangan dilakukan setelah setiap fraksi dipisahkan, jika tidak
memungkinkan penimbangan 1 kali, maka lakukan penimbangan secara
bertahap, khususnya untuk fraksi yang memiliki volume yang besar.
Penimbangan dimulai dari fraksi batang, cabang dan daun.
3. Pengambilan Sampel, sampel diperlukan untuk mengetahui kadar air dan kadar
karbon melalui pengujian laboratorium.
Pada setiap potongan batang yang telah dibagi-bagi di atas, ambil sampel
pada bagian atas batang dan bawah batang yang dimulai dari empulur sampai kulit
luarnya atau berkisar antara 300-700 gram. Timbang dengan timbangan, lalu
masukkan ke dalam plastik ukuran 1/2 kg. Sedangkan pada sampel ranting diambil
sampel pada sebanyak 300 gram. Timbang dengan timbangan, lalu masukkan ke
Universitas Sumatera Utara
dalam plastik ukuran 1/2 kg. Dan pada sampel daun diambil sampel pada daun
sebanyak 300 gram. Ditimbang, lalu masukkan ke dalam plastik 1/2 kg.
Prosedur Penelitian di Laboratorium
1. Berat Jenis Kayu
Contoh uji berat jenis kayu berukuran 2cm x 2cm x 2cm. Pengukuran
berat jenis kayu dilakukan dengan tahapan kerja sebagai berikut :
a. Menimbang contoh uji dalam keadaan basah untuk mendapatkan berat awal.
b. Mengukur volume contoh uji: contoh uji dicelupkan dalam parafin, lalu
dimasukkan kedalam tabung erlenmayer yang berisi air sampai contoh uji
berada di bawah permukaan air. Berdasarkan hukum Archimedes volume
sampel adalah besarnya volume air yang dipindahkan oleh contoh uji.
c. Kemudian contoh uji dikeringkan dalam tanur selama 24 jam dengan suhu 103
± 2 °C dan ditimbang untuk mendapatkan berat keringnya.
2. Kadar Air Kayu
Contoh uji kadar air dari batang utama dan cabang yang berdiameter > 5
cm dibuat dengan ukuran 2cm x 2cm x 2cm. Sedangkan contoh uji dari bagian
daun seberat ± 300 g. Pengukuran kadar air contoh uji adalah sebagai berikut :
a. Contoh uji ditimbang berat basahnya.
b. Contoh uji dikeringkan dalam tanur 103 ± 2 °C sampai tercapai berat konstan,
kemudian dimasukkan kedalam desikator dan ditimbang berat keringnya.
c. Penurunan berat contoh uji yang dinyatakan dalam persen terhadap berat kering
tanur ialah kadar air contoh uji.
3. Kadar Zat Terbang
Universitas Sumatera Utara
Prosedur penentuan kadar zat terbang menggunakan American Society for
Testing Material (ASTM) D 5832-98. Prosedurnya adalah sebagai berikut :
a. Sampel dari tiap bagian pohon berkayu dipotong menjadi bagian-bagian kecil
sebesar batang korek api, sedangkan sampel bagian daun dicincang.
b. Sampel kemudian dioven pada suhu 80 °C selama 48 jam.
c. Sampel kering digiling menjadi serbuk dengan mesin penggiling (willey mill).
d. Serbuk hasil gilingan disaring dengan alat penyaring (mesh screen) berukuran
40-60 mesh.
e. Serbuk dengan ukuran 40-60 mesh dari contoh uji sebanyak ± 2 gr, dimasukkan
kedalam cawan porselen, kemudian cawan ditutup rapat dengan penutupnya
dan ditimbang dengan alat timbang.
f. Contoh uji dimasukkan kedalam tanur listrik bersuhu 950 °C selama 2 menit.
Kemudian didinginkan dalam desikator dan selanjutnya ditimbang.
g. Selisih berat awal dan berat akhir yang dinyatakan dalam persen terhadap berat
kering contoh uji merupakan kadar zat terbang.
4. Kadar Abu
Prosedur penentuan kadar abu menggunakan American Society for Testing
Material (ASTM) D 2866-94. Prosedurnya adalah sebagai berikut :
a. Sisa contoh uji dari penentuan kadar zat terbang dimasukkan ke dalam tanur
listrik bersuhu 900 °C selama 6 jam.
b. Selanjutnya didinginkan didalam desikator dan kemudian ditimbang untuk
mencari berat akhirnya.
c. Berat akhir (abu) yang dinyatakan dalam persen terhadap berat kering tanur
contoh uji merupakan kadar abu contoh uji.
Universitas Sumatera Utara
5. Kadar Karbon
Penentuan kadar karbon contoh uji dari tiap-tiap bagian pohon
menggunakan Standar Nasional Indonesia (SNI) 06-3730-1995, dimana kadar
karbon contoh uji merupakan hasil pengurangan 100% terhadap kadar zat terbang
dan kadar abu.
Pengolahan Data
Kadar air
Nilai kadar air dari contoh uji didapat dengan menggunakan persamaan
sebagai berikut :
% KA =
BBc − BKc
x 100%
BKc
(Haygreen & Bowyer, 1982 dalam Purwitasari 2011)
Dimana :
% KA
= Persen Kadar Air
BBc
= Berat Basah Contoh (gr)
BKc
= Berat Kering Contoh (gr)
Kadar zat terbang
Kadar zat terbang dinyatakan dalam persen berat dengan rumus:
Kadar zat terbang =
A− B
x 100%
A
(ASTM, 1990a dalam Purwitasari 2011)
Dimana :
A
= Berat kering tanur pada suhu 105 oC
B
= Berat contoh uji dikurangi berat berat cawan dan sisa contoh uji berat
cawan dan sisa contoh uji pada suhu 950 oC
Universitas Sumatera Utara
Kadar abu
Besarnya kadar abu dihitung dengan rumus sebagai berikut :
Kadar abu =
Berat abu
x 100%
Berat contoh uji ker ing oven
(ASTM, 1990b dalam Purwitasari, 2011)
Kadar karbon
Kadar karbon tetap ditentukan berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI)
06-3730-1995 sebagai berikut:
Kadar karbon terikat arang = 100% - kadar zat terbang arang - kadar abu
Berat kering/ Biomassa
Berat kering total bagian-bagian pohon dihitung dengan rumus :
BK =
BB
% KA
1+
100
(Haygreen & Bowyer, 1996 dalam Purwitasari 2011)
Dimana :
BK
= Berat kering/biomassa (Kg)
BB
= Berat basah (Kg)
KA
= Kadar air (%)
Model allometrik biomassa dan massa karbon Hevea brasiliensis
Model hubungan antara massa karbon dan diameter pohon. Fungsi
hubungan ini dibangun melalui persamaan regresi sederhana. Model persamaan
yang digunakan adalah :
- Model penduga biomassa yang hanya terdiri dari satu peubah saja :
W = aDb dan W = a + bD
Universitas Sumatera Utara
- Model penduga biomassa yang terdiri dari dua peubah bebas :
W = aDb1Hb2 dan W = a + b1D + b2H
- Model penduga massa karbonnya :
C = aDb dan C = a + bD
- Model penduga massa karbon dari dua peubah bebas :
C = aDb1Hb2 dan C = a +b1D + b2H
Dimana : W = Biomassa (kg/pohon)
C = Massa Karbon (kg/pohon)
D = Diameter Pohon (cm)
H = Tinggi Pohon (m)
a,b = Konstanta
(Purwitasari, 2011).
Universitas Sumatera Utara
GAMBARAN UMUM LOKASI PENELITIAN
Lokasi penelitian ini dilakukan di Provinsi Sumatera Utara, Kab.
Simalungun, Kec. Hotunduhan, Kampung Saribu Asih desa Marjanji Asih.
Kabupaten Simalungun ini memiliki luas 1450 Ha dengan batas wilayah sebelah
utara dengan desa Maligas Tonga, batas sebelah selatan dengan desa Bt. Turunan,
sebelah Barat dengan desa Tangga Batu dan sebelah timur dengan desa Jawa
Tengah, jarak dari kota Medan sekitar 152 km, terletak antara 2,36° – 3,18° LU
dan 98,32° – 99,35° BT, berada pada ketinggian 20 – 1.400 m diatas permukaan
laut. Sebelah barat berbatasan dengan Kabupaten Karo, sebelah timur dengan
Kabupaten Asahan, sebelah utara berbatasan dengan Kabupaten Serdang Bedagai
dan sebelah selatan dengan Kabupaten Toba Samosir. Kecamatan Tanah Jawa
yang terdiri dari 20 desa/kelurahan ini berjarak ± 50 Km dari kantor Bupati
Simalungun dengan waktu tempuh ± 1 jam, sedangkan dengan kotamadya
Pematang Siantar hanya berjarak ± 21 km dengan waktu tempuh ± 30 menit.
Untuk menuju ibukota kabupaten sendiri dan beberapa kabupaten lainnya
masyarakat Kecamatan Tanah Jawa haruslah melalui kota Pematang Siantar.
Keadaan iklim Kabupaten Simalungun bertemperatur sedang, suhu
tertinggi terdapat pada bulan Juli dengan rata-rata 26,4°C. Rata – rata suhu udara
tertinggi pertahun adalah 29,3°C dan terendah 20,6°C. Kelembapan udara ratarata perbulan 84,2 % dengan kelembapan tertinggi terjadi pada bulan Desember
yaitu 87,42% dengan penguapan rata-rata 3,35mm/hari. Kabupaten Simalungun
memiliki topografi yang bervariasi, dimana dataran tinggi terletak di bagian Barat
Daya, Barat dan Barat Laut, sedangkan dataran rendah terletak pada bagian Utara,
Universitas Sumatera Utara
Timur dan Tenggara. Kabupaten Simalungun memiliki kemiringan lereng antara
0-40% dengan ketinggian antara 20-1400 mdpl.
Desa Marjanji Asih sendiri terdiri dari 124 kepala keluarga, dengan jumlah
laki-laki 375 orang dan perempuan 355 orang. Berbagai macam vegetasi yang
dapat dijumpai antara lain karet, durian, jengkol, petai, kakao, pisang, pinang,
singkong, aren, kelapa sawit, dan bambu.
Universitas Sumatera Utara
HASIL DAN PEMBAHASAN
Struktur Komposisi Tegakan Karet (Hevea brasiliensis)
Hasil analisis vegetasi yang telah dilakukan pada lahan monokultur dan
agroforestri ini juga menunjukkan bahwa tegakan yang memiliki diameter
terbesar pada lahan monokultur yaitu 23,56 cm dengan tinggi total sebesar 11,80
m dan tegakan yang memiliki diameter terkecil yaitu 21,01 cm dengan tinggi total
sebesar 9,80 m. Sedangkan tegakan yang memiliki diameter terbesar pada lahan
agroforestri yaitu 28,98 cm dengan tinggi total sebesar 18,2 m dan tegakan yang
memiliki diameter terkecil yaitu 11,46 cm dengan tinggi total sebesar 9,62 m.
Rata-rata diameter tegakan karet yang ditebang sebagai tanaman contoh terpilih
yaitu sebesar 17,28 cm, dan rata-rata tinggi total tanaman contoh adalah sebesar
13,31 m.
Tabel 1. Hasil perhitungan tegakan tingkat pohon tegakan karet pada lahan monokultur
No. Plot
1
2
3
Total
Rata-rata
Total (Pohon/Plot)
41
41
32
114
38
Berdasarkan Tabel 1, dapat dilihat bahwa jumlah tegakan karet pada lahan
monokultur pada plot 1 sebanyak 41 pohon, pada plot 2 sebanyak 41 pohon dan
32 pohon pada plot 3. Total pohon yang terdapat pada lahan monokultur adalah
sebanyak 114 pohon dengan rata-rata 38 pohon per plot. Sebaran pohon di lahan
monokultur ini cenderung seragam, hal ini dikarenakan tegakan tersebut yang
menempati lahan monokultur dimana usia tanaman yang seragam dan diameter
yang cenderung seragam untuk dikategorikan sebagai pohon. Jumlah pohon di
Universitas Sumatera Utara
lahan monokultur termasuk sedikit karena tegakan lain memiliki diameter yang
dapat dikategorikan sebagai tiang atau belum dapat dikatakan pohon.
Tabel 2. Hasil perhitungan tegakan tingkat pohon tegakan karet pada lahan agroforestri
No. Plot
1
2
3
Total
Rata-rata
Total (Pohon/Plot)
16
23
27
66
22
Berdasarkan Tabel 2, dapat dilihat terdapat 16 pohon pada plot 1, 23
pohon pada plot 2, dan 27 pohon pada plot 3. Total pohon yang terdapat pada
lahan agroforestri adalah sebanyak 66 pohon dengan rata-rata 22 pohon per plot.
Pada lahan agroforestri ini juga tedapat jenis pohon lain yaitu durian, jengkol, dan
petai. Diameter dan tinggi pohon yang terdapat pada lahan agroforestri cenderung
seragam karena terdapat perbedaan usia, jarak tanam, dan kondisi topografi serta
keadaan sekitarnya.
Tabel 3. Jenis Vegetasi lain yang dijumpai pada Lahan Agroforestri.
No
Nama Lokal
Jumlah
1
Kakao
44
2
Pinang
23
3
Bambu
1
4
Pisang
11
5
Singkong
38
6
Sawit
8
7
Petai
1
8
Durian
17
9
Nangka
1
10
Aren
1
11 Jengkol
1
Diperoleh jenis-jenis tanaman lain yang terdapat pada lahan agroforestri
yaitu Durian, Jengkol, Petai, Kakao, Pisang, Pinang, Singkong, Aren, Sawit, dan
Bambu.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4. Indeks Nilai Penting tingkat semai pada Monokultur Karet
No.
Nama
Lokal
1
Karet
Nama
Ilmiah
Hevea
brasiliensis
Jumlah
Semai
KR
(%)
FR
(%)
INP
(%)
24
100
100
200
100
100
200
Total
Hasil pada Tabel 4 dan Tabel 5 menunjukkan bahwa setiap lahan baik
agroforestri ataupun monokultur memiliki jenis semai yang sama yaitu semai
karet yaitu dengan jumlah 12 pada lahan agroforestri dan 24 pada lahan
monokultur. Hal ini juga terkait dengan jumlah karet yang lebih dominan tumbuh
dari jenis lainnya.
Tabel 5. Indeks Nilai Penting tingkat semai pada Agroforestri Karet
No.
Nama
Lokal
1
Karet
Nama
Ilmiah
Hevea
brasiliensis
Jumlah
Semai
KR
(%)
FR
(%)
INP
(%)
12
100
100
200
100
100
200
Total
Jumlah semai yang ditemukan pada lahan agroforestri adalah sebanyak 12.
Dengan nilai INP tingkat semai pada lahan agroforestri karet adalah sebesar 200.
Tabel 6. Indeks Nilai Penting Tingkat Tiang pada Monokultur Karet
No.
Nama
Lokal
1
Karet
Nama
Ilmiah
Hevea
brasiliensis
Total
KR
(%)
FR
(%)
DR
(%)
INP
(%)
100
100
100
300
100
100
100
300
Diperoleh bahwa INP tingkat tiang pada lahan monokultur karet sebesar
300. Hal ini disebabkan karena lahan monokultur karet tujuan utamanya untuk
memproduksi getah karet secara penuh, tanpa adanya produksi yang lainya.
Tabel 7. Indeks Nilai Penting Tingkat Tiang pada Agroforestri Karet
No.
Nama
Lokal
1
Karet
2
Durian
Total
Nama
Ilmiah
Hevea
brasiliensis
Durio
zibethinus
KR
(%)
FR
(%)
DR
(%)
INP
(%)
80
68,97
98,36
247,33
20
31,03
1,64
52,67
100
100
100
300
Universitas Sumatera Utara
INP karet tingkat tiang pada lahan agroforestri sebesar 247,33 atau lebih rendah
dari sistem monokultur. Hal ini disebabkan karena adanya tanaman lain yang
ditanam pada areal tersebut, hal ini juga disebabkan karena kerapatan yang
disebabkan adanya tanaman lain tersebut.
Tabel 8. Indeks Nilai Penting Tingkat Pohon pada Monokultur Karet
No.
Nama
Lokal
1
Karet
Nama
Ilmiah
Hevea
brasiliensis
Total
KR
(%)
FR
(%)
DR
(%)
INP
(%)
100
100
100
300
100
100
100
300
Berdasarkan hasil yang diperoleh bahwa INP karet pada lahan monokultur
mencapai 300. Hal ini disebabkan karena hanya terdapat pohon karet yang
dijumpai pada lahan monokultur.
Tabel 9. Indeks Nilai Penting Tingkat Pohon pada Agroforestri Karet
No.
Nama
Lokal
Nama
Ilmiah
KR
(%)
FR
(%)
DR
(%)
INP
(%)
1
Durian
Durio
zibethinus
18,1818
38,8869
18,49
75,56
2
Jengkol
Archidendron
pauciflorum
1,5151
5,5552
1,19
8,27
3
Karet
Hevea
brasiliensis
78,7878
50,0025
79,26
208,05
4
Petai
Parkia
speciosa
1,5151
5,5552
1,06
8,12
100
100
100
300
Total
INP karet pada lahan agroforestri lebih rendah yaitu sebesar 208,05
dibandingkan lahan monokultur karet karena terdapat tanaman lain. Pada lahan
agroforestri, tanaman karet memiliki INP yang lebih tinggi dari jenis lainnya yaitu
jengkol, petai dan durian. Dan INP paling rendah terdapat pada petai 8,12.
Indeks Keanekaragaman dan Indeks Keseragaman
Indeks Keanekaragaman (H’) pada Agroforestri karet sebesar 0,624 dan
Universitas Sumatera Utara
pada Karet monokultur sebesar 0. Hal ini menunjukkan jumlah jenis diantara
jumlah total individu seluruh jenis yang ada termasuk dalam kategori rendah.
Menurut Mason (1980), jika nilai Indeks Keanekaragaman lebih kecil dari 1
berarti keanekaragaman jenis rendah, jika diantara 1-3 berarti keanekaragaman
jenis sedang, jika lebih besar dari 3 berarti keanekaragaman jenistinggi.
Indeks Keseragaman (E) pada Agroforestri karet sebesar 0,149 dan pada
Karet monokultur sebesar 0. Nilai tersebut menunjukkan nilai keseragaman
tegakan termasuk dalam kategori rendah. Krebs (1985) menyatakan bahwa Indeks
Keseragaman rendah 0