Analisis Kerapatan Vegetasi pada Kelas Tutupan Lahan di Daerah Aliran Sungai Lepan
TINJAUAN PUSTAKA
Ekosistem DAS
DAS adalah suatu wilayah daratan yang merupakan satu kesatuan dengan
sungai dan anak-anak sungainya, yang berfungsi menampung, menyimpan dan
mengalirkan air yang berasal dari curah hujan ke danau atau ke laut secara alami,
yang batas di darat merupakan pemisah topografi dan batas di laut sampai dengan
batas perairan yang masih terpengaruh aktivitas daratan. DAS juga diartikan
sebagai daerah yang dibatasi oleh punggung punggung gunung dan air akan
dialirkan melalui sungai-sungai kecil ke sungai utama (Husni dan Santoso, 2012).
Dalam mempelajari ekosistem DAS, dapat diklasifikasikan menjadi daerah
hulu, tengah dan hilir. DAS bagian hulu dicirikan sebagai daerah konservasi, DAS
bagian hilir merupakan daerah pemanfaatan. DAS bagian hulu mempunyai arti
penting terutama dari segi perlindungan fungsi tata air, karena itu setiap terjadinya
kegiatan di daerah hulu akan menimbulkan dampak di daerah hilir dalam bentuk
perubahan fluktuasi debit dan transport sedimen serta material terlarut dalam
sistem aliran airnya. Dengan perkataan lain ekosistem DAS, bagian hulu
mempunyai fungsi perlindungan terhadap keseluruhan DAS. Perlindungan ini
antara lain dari segi fungsi tata air, dan oleh karenanya pengelolaan DAS hulu
seringkali menjadi fokus perhatian mengingat dalam suatu DAS, bagian hulu dan
hilir mempunyai keterkaitan biofisik melalui daur hidrologi (Asdak, 1995).
Aktivitas suatu komponen ekosistem selalu memberi pengaruh pada
ekosistem yang lain. Manusia adalah salah satu komponen yang teramat penting.
Sebagai komponen yang dinamis, manusia dalam menjalankan aktivitasnya seringkali
mengakibatkan dampak yang besar bagi keseluruhan ekosistemnya. Sehingga
4
Universitas Sumatera Utara
5
hubungan timbal balik antar komponen menjadi tidak seimbang, maka terjadilan
gangguan ekologis. Gangguan tersebut pada dasarnya gangguan pada arus materi,
energi dan informasi antar komponen yang tidak seimbang (Odum, 1972).
Aliran sungai sangat dipengaruhi oleh karakteristik curah hujan dan
kondisi biofisik DAS. Karakteristik biofisik mencakup geometri (ukuran, bentuk,
kemiringan DAS), morfometri (ordo sungai, kerapatan jaringan sungai, rasio
percabangan, rasio panjang), geologi, serta penutupan lahan. Diantara keempat
penciri kondisi biofisik, tipe penutupan lahan merupakan satu-satunya parameter
yang dapat mengalami perubahan secara cepat dan memberikan pengaruhnya
secara signifikan terhadap karakteristik debit (Kartiwa et al., 2005).
Penutupan Lahan dan Kerapatan Vegetasi
Perubahan penutupan lahan merupakan keadaan suatu lahan yang karena
manusia mengalami kondisi yang berubah pada waktu yang berbeda. Deteksi
perubahan mencakup penggunaan fotografi udara yang berurutan di atas wilayah
tertentu dari fotografi tersebut sehingga peta penggunaan lahanuntuk setiap waktu
dapat dipetakan dan dibandingkan. Peta perubahan penutupan lahan antara dua
periode waktu biasanya dapat dihasilkan (Lillesand dan Kiefer, 1990).
Penggunaan lahan (land use) adalah setiap bentuk campur tangan
(intervensi) manusia terhadap lahan dalam rangka memenuhi kebutuhan hidupnya
baik material maupun spiritual. Penggunaan lahan dapat dikelompokkan ke dalam
dua kelompok besar yaitu (1) pengunaan lahan pertanian dan (2) penggunaan
lahan bukan pertanian (Vink, 1975).
Penggunaan lahan secara umum tergantung pada kemampuan lahan dan
pada lokasi lahan. Untuk aktivitas pertanian, penggunaan lahan tergantung pada
Universitas Sumatera Utara
6
kelas kemampuan lahan yang dicirikan oleh adanya perbedaan pada sifat-sifat
yang menjadi penghambat bagi penggunaannya seperti tekstur tanah, lereng
permukaan tanah, kemampuan menahan air dan tingkat erosi yang telah terjadi.
Penggunaan lahan juga tergantung pada lokasi, khususnya untuk daerah-daerah
pemukiman,
lokasi
industri,
maupun
untuk
daerah-daerah
rekreasi
(Suparmoko, 1995).
Indeks vegetasi merupakan nilai yang diperoleh dari gabungan beberapa
spektral band spesifik dari citra penginderaan jauh. Gelombang indeks vegetasi
diperoleh dari energi yang dipancarkan oleh vegetasi pada citra penginderaan jauh
untuk menunjukkan ukuran kehidupan dan jumlah dari suatu tanaman. Tanaman
memancarkan dan menyerap gelombang yang unik sehingga keadaan ini dapat di
hubungakan dengan pancaran gelombang dari objek-objek yang lain sehingga
dapat di bedakan antara vegetasi dan objek selain vegetasi (Horning, 2004).
Pada dasarnya indeks vegetasi menonjolkan saluran spektral yang peka
pada variasi kerapatan tumbuhan. Tidak semua saluran band dari citra didesain
untuk kegunaan tersebut. Maka perhatian hanya dipusatkan pada saluran band
Merah yang peka terhadap serapan sinar merah oleh klorofil (pigmen hijau) daun,
dan saluran band infra merah dekat yang peka terhadap pantulan struktur internal
daun. Dedaunan sehat dengan kerapatan sedang dan tidak kekurangan air akan
memberikan pantulan cukup rendah pada spektrum Merah, dan sekaligus pantulan
tinggi pada spektrum infra merah dekat. Pantulan rendah pada saluran Merah
disebabkan oleh kuatnya serapan kandungan klorofil pada daun sehat.
Peningkatan kerapatan daun akan diikuti dengan penurunan pantulan di saluran
Merah
dan
peningkatan
pantulan
di
saluran
infra
merah
dekat.
Universitas Sumatera Utara
7
Dengan memadukan dua kecendrungan yang berlawanan ini, maka variasi
tingkat kehijuanan tumbuhan dapat secara cepat dipetakan dengan bantuan
computer pengolah citra digital. Indeks vegetasi yang paling popular untuk kajian
semacam ini adalah NDVI ( Normalized Difference Vegetation Index).
NDVI (Normalized Defference Vegetation Index) adalah salah satu cara
yang efektif dan sederhana untuk mengidentifikasi kondisi vegetasi di suatu
wilayah, dan metode ini cukup berguna dan sudah sering digunakan dalam
menghitung indeks kanopi tanaman hijau pada data multispektral penginderaan
jauh.
Teknologi Penginderaan Jarak Jauh dan Sistem Informasi Geografis (SIG)
Dalam rangka mendeteksi perubahan yang terjadi di permukaan bumi
diperlukan suatu teknik yang dapat mengidentifikasi perubahan-perubahan atau
fenomena melalui pengamatan pada berbagai waktu yang berbeda. Salah satu data
yang paling banyak digunakan adalah data penginderaan jauh dari satelit yang
dapat mendeteksi perubahan karena peliputannya yang berulang-ulang dengan
interval waktu yang pendek dan terus menerus (Singh, 1989).
Penginderaan jauh merupakan suatu teknik untuk mengumpulkan
informasi mengenai obyek dan lingkungannya dari jarak jauh tanpa sentuhan fisik.
Biasanya menghasilkan beberapa bentuk citra yang selanjutnya diproses dan
diinterpretasi untuk menghasilkan data yang bermanfaat untuk aplikasi sesuai
dengan kebutuhannya (Lo, 1995).
Sistem informasi geografis merupakan suatu himpunan alat ( tool) yang
digunakan untuk mengumpulkan, menyimpan, mengaktifkan sesuai dengan
Universitas Sumatera Utara
8
kehendak, pentransformasian, serta penyajian data spasial dari suatu fenomena
nyata di permukaan bumi untuk maksud-maksud tertentu (Burrough, 1986).
Kebutuhan teknologi penginderaan jauh yang dipadukan dengan Sistem
Informasi Geografis (SIG) untuk tujuan inventarisasi dan pemantauan sangat
penting terutama bila dikaitkan dengan pengumpulan data yang secara cepat dan
akurat. Pengumpulan data dengan teknologi penginderaan jauh dapat mengurangi
bahkan menghilangkan pengaruh subjektivitas. Mengingat luasnya dan banyaknya
variasi wilayah Indonesia, sejalan dengan kemajuan teknologi informasi, maka
aplikasi penginderaan jauh dan SIG sangat tepat. Kedua teknologi tersebut dapat
dipadukan untuk meningkatkan kemampuannya dalam hal pengumpulan data,
manipulasi data, analisis data, dan menyediakan informasi spasial secara terpadu
(Wahyunto, 2007).
Teknologi yang digunakan dalam sistem informasi geografis memperluas
penggunaan peta,
model-model kartografi dan statistik
spasial dengan
memberikan kemampuan analisis, tidak hanya tersedia untuk pengembangan
model medan kompleks dan pengujian masalah bentang lahan serta masalah
penggunaan lahan. Saat ini penggunaan SIG yang paling umum adalah untuk
pembuatan peta tematik kota dan memberikan revisi peta-peta tersebut
(Howard, 1996).
Universitas Sumatera Utara
Ekosistem DAS
DAS adalah suatu wilayah daratan yang merupakan satu kesatuan dengan
sungai dan anak-anak sungainya, yang berfungsi menampung, menyimpan dan
mengalirkan air yang berasal dari curah hujan ke danau atau ke laut secara alami,
yang batas di darat merupakan pemisah topografi dan batas di laut sampai dengan
batas perairan yang masih terpengaruh aktivitas daratan. DAS juga diartikan
sebagai daerah yang dibatasi oleh punggung punggung gunung dan air akan
dialirkan melalui sungai-sungai kecil ke sungai utama (Husni dan Santoso, 2012).
Dalam mempelajari ekosistem DAS, dapat diklasifikasikan menjadi daerah
hulu, tengah dan hilir. DAS bagian hulu dicirikan sebagai daerah konservasi, DAS
bagian hilir merupakan daerah pemanfaatan. DAS bagian hulu mempunyai arti
penting terutama dari segi perlindungan fungsi tata air, karena itu setiap terjadinya
kegiatan di daerah hulu akan menimbulkan dampak di daerah hilir dalam bentuk
perubahan fluktuasi debit dan transport sedimen serta material terlarut dalam
sistem aliran airnya. Dengan perkataan lain ekosistem DAS, bagian hulu
mempunyai fungsi perlindungan terhadap keseluruhan DAS. Perlindungan ini
antara lain dari segi fungsi tata air, dan oleh karenanya pengelolaan DAS hulu
seringkali menjadi fokus perhatian mengingat dalam suatu DAS, bagian hulu dan
hilir mempunyai keterkaitan biofisik melalui daur hidrologi (Asdak, 1995).
Aktivitas suatu komponen ekosistem selalu memberi pengaruh pada
ekosistem yang lain. Manusia adalah salah satu komponen yang teramat penting.
Sebagai komponen yang dinamis, manusia dalam menjalankan aktivitasnya seringkali
mengakibatkan dampak yang besar bagi keseluruhan ekosistemnya. Sehingga
4
Universitas Sumatera Utara
5
hubungan timbal balik antar komponen menjadi tidak seimbang, maka terjadilan
gangguan ekologis. Gangguan tersebut pada dasarnya gangguan pada arus materi,
energi dan informasi antar komponen yang tidak seimbang (Odum, 1972).
Aliran sungai sangat dipengaruhi oleh karakteristik curah hujan dan
kondisi biofisik DAS. Karakteristik biofisik mencakup geometri (ukuran, bentuk,
kemiringan DAS), morfometri (ordo sungai, kerapatan jaringan sungai, rasio
percabangan, rasio panjang), geologi, serta penutupan lahan. Diantara keempat
penciri kondisi biofisik, tipe penutupan lahan merupakan satu-satunya parameter
yang dapat mengalami perubahan secara cepat dan memberikan pengaruhnya
secara signifikan terhadap karakteristik debit (Kartiwa et al., 2005).
Penutupan Lahan dan Kerapatan Vegetasi
Perubahan penutupan lahan merupakan keadaan suatu lahan yang karena
manusia mengalami kondisi yang berubah pada waktu yang berbeda. Deteksi
perubahan mencakup penggunaan fotografi udara yang berurutan di atas wilayah
tertentu dari fotografi tersebut sehingga peta penggunaan lahanuntuk setiap waktu
dapat dipetakan dan dibandingkan. Peta perubahan penutupan lahan antara dua
periode waktu biasanya dapat dihasilkan (Lillesand dan Kiefer, 1990).
Penggunaan lahan (land use) adalah setiap bentuk campur tangan
(intervensi) manusia terhadap lahan dalam rangka memenuhi kebutuhan hidupnya
baik material maupun spiritual. Penggunaan lahan dapat dikelompokkan ke dalam
dua kelompok besar yaitu (1) pengunaan lahan pertanian dan (2) penggunaan
lahan bukan pertanian (Vink, 1975).
Penggunaan lahan secara umum tergantung pada kemampuan lahan dan
pada lokasi lahan. Untuk aktivitas pertanian, penggunaan lahan tergantung pada
Universitas Sumatera Utara
6
kelas kemampuan lahan yang dicirikan oleh adanya perbedaan pada sifat-sifat
yang menjadi penghambat bagi penggunaannya seperti tekstur tanah, lereng
permukaan tanah, kemampuan menahan air dan tingkat erosi yang telah terjadi.
Penggunaan lahan juga tergantung pada lokasi, khususnya untuk daerah-daerah
pemukiman,
lokasi
industri,
maupun
untuk
daerah-daerah
rekreasi
(Suparmoko, 1995).
Indeks vegetasi merupakan nilai yang diperoleh dari gabungan beberapa
spektral band spesifik dari citra penginderaan jauh. Gelombang indeks vegetasi
diperoleh dari energi yang dipancarkan oleh vegetasi pada citra penginderaan jauh
untuk menunjukkan ukuran kehidupan dan jumlah dari suatu tanaman. Tanaman
memancarkan dan menyerap gelombang yang unik sehingga keadaan ini dapat di
hubungakan dengan pancaran gelombang dari objek-objek yang lain sehingga
dapat di bedakan antara vegetasi dan objek selain vegetasi (Horning, 2004).
Pada dasarnya indeks vegetasi menonjolkan saluran spektral yang peka
pada variasi kerapatan tumbuhan. Tidak semua saluran band dari citra didesain
untuk kegunaan tersebut. Maka perhatian hanya dipusatkan pada saluran band
Merah yang peka terhadap serapan sinar merah oleh klorofil (pigmen hijau) daun,
dan saluran band infra merah dekat yang peka terhadap pantulan struktur internal
daun. Dedaunan sehat dengan kerapatan sedang dan tidak kekurangan air akan
memberikan pantulan cukup rendah pada spektrum Merah, dan sekaligus pantulan
tinggi pada spektrum infra merah dekat. Pantulan rendah pada saluran Merah
disebabkan oleh kuatnya serapan kandungan klorofil pada daun sehat.
Peningkatan kerapatan daun akan diikuti dengan penurunan pantulan di saluran
Merah
dan
peningkatan
pantulan
di
saluran
infra
merah
dekat.
Universitas Sumatera Utara
7
Dengan memadukan dua kecendrungan yang berlawanan ini, maka variasi
tingkat kehijuanan tumbuhan dapat secara cepat dipetakan dengan bantuan
computer pengolah citra digital. Indeks vegetasi yang paling popular untuk kajian
semacam ini adalah NDVI ( Normalized Difference Vegetation Index).
NDVI (Normalized Defference Vegetation Index) adalah salah satu cara
yang efektif dan sederhana untuk mengidentifikasi kondisi vegetasi di suatu
wilayah, dan metode ini cukup berguna dan sudah sering digunakan dalam
menghitung indeks kanopi tanaman hijau pada data multispektral penginderaan
jauh.
Teknologi Penginderaan Jarak Jauh dan Sistem Informasi Geografis (SIG)
Dalam rangka mendeteksi perubahan yang terjadi di permukaan bumi
diperlukan suatu teknik yang dapat mengidentifikasi perubahan-perubahan atau
fenomena melalui pengamatan pada berbagai waktu yang berbeda. Salah satu data
yang paling banyak digunakan adalah data penginderaan jauh dari satelit yang
dapat mendeteksi perubahan karena peliputannya yang berulang-ulang dengan
interval waktu yang pendek dan terus menerus (Singh, 1989).
Penginderaan jauh merupakan suatu teknik untuk mengumpulkan
informasi mengenai obyek dan lingkungannya dari jarak jauh tanpa sentuhan fisik.
Biasanya menghasilkan beberapa bentuk citra yang selanjutnya diproses dan
diinterpretasi untuk menghasilkan data yang bermanfaat untuk aplikasi sesuai
dengan kebutuhannya (Lo, 1995).
Sistem informasi geografis merupakan suatu himpunan alat ( tool) yang
digunakan untuk mengumpulkan, menyimpan, mengaktifkan sesuai dengan
Universitas Sumatera Utara
8
kehendak, pentransformasian, serta penyajian data spasial dari suatu fenomena
nyata di permukaan bumi untuk maksud-maksud tertentu (Burrough, 1986).
Kebutuhan teknologi penginderaan jauh yang dipadukan dengan Sistem
Informasi Geografis (SIG) untuk tujuan inventarisasi dan pemantauan sangat
penting terutama bila dikaitkan dengan pengumpulan data yang secara cepat dan
akurat. Pengumpulan data dengan teknologi penginderaan jauh dapat mengurangi
bahkan menghilangkan pengaruh subjektivitas. Mengingat luasnya dan banyaknya
variasi wilayah Indonesia, sejalan dengan kemajuan teknologi informasi, maka
aplikasi penginderaan jauh dan SIG sangat tepat. Kedua teknologi tersebut dapat
dipadukan untuk meningkatkan kemampuannya dalam hal pengumpulan data,
manipulasi data, analisis data, dan menyediakan informasi spasial secara terpadu
(Wahyunto, 2007).
Teknologi yang digunakan dalam sistem informasi geografis memperluas
penggunaan peta,
model-model kartografi dan statistik
spasial dengan
memberikan kemampuan analisis, tidak hanya tersedia untuk pengembangan
model medan kompleks dan pengujian masalah bentang lahan serta masalah
penggunaan lahan. Saat ini penggunaan SIG yang paling umum adalah untuk
pembuatan peta tematik kota dan memberikan revisi peta-peta tersebut
(Howard, 1996).
Universitas Sumatera Utara