Biodiversitas Lansekap dan Hidrologi Kua

PTI4208 : Pertanian Berlanjut

BIODIVERSITAS LANSEKAP DAN HIDROLOGI :

KUALITAS DAN
KUANTITAS AIR

Oleh : Widianto dan Kurniatun Hairiah

Tujuan Pembelajaran

BAGIAN 1

Contoh :
Keragaman Vegetasi, Tutupan
Lahan atau Penggunaan Lahan
dalam sebuah Lansekap (DAS)

3 Contoh
1. DAS Way Besai di Kabupaten Lampung
Barat

2. DAS Kali Konto di Kabupaten Malang
3. DAS Sumber Brantas di Kota Batu

Pengunaan Lahan:
1. DAS Way Besai – Kabupaten Lampung Barat (2002)

Sumber : Bruno Verbist (2009)

Sumber : Bruno Verbist (2009)

A broader view: an ecosystem consisting of a
landscape with a waterbody plus all what is around…

DAS Way Besai : Sumberjaya Lampung Barat

FOREST ON THE RIDGES ?

Sumber : Bruno Verbist (2009)

BANK EROSION - MEANDERING


2001

1976

DAS Way Besai : Sumberjaya Lampung Barat

Pengunaan Lahan
2. DAS Kali Konto –
Kabupaten Malang (2005)

Sumber : Jurusan Tanah (2009)

DAS Kali Konto : Sumberagung, Ngantang, Malang

DAS Kali Konto : Madiredo. Pujon, Malang

Pengunaan Lahan
3. DAS Sumber Brantas –
Kota Batu (2005)


Sumber : Sudarto(2009)

DAS Sumber Brantas : Gabes, Tulungrejo, Batu

DAS Sumber Brantas : Kekep, Tuliungrejo, Batu

DAS Sumber Brantas : Brau, Gunungsari, Batu

Beberapa Penggunaan Lahan di
DAS Sumber Brantas ................
(lebih detil)
Perhatikan praktek2 pengelolaan yang diterapkan
dalam beberapa macam penggunaan lahan di DAS
Brantas Hulu :
• Manajemen Kanopi
• Pengolahan Tanah (guludan, parit, dsb)
• Penutupan Tanah (terbuka/tertutup)
• Pemupukan
• Pemberantasan Hama, Penyakit, Gulma

• Irigasi, Drainasi
• Pembuangan limbah/sampah

HUTAN ALAMI (Tahura R. Soerjo)

PINUS

PEMUKIMAN
SAYURAN
APEL
JERUK

SUNGAI
SAYURAN

Hutan (Alami) Tahura R. Soerjo

Kondisi Kerapatan Pohon, Tajuk dan Tutupan Lantai Tanah Bisa Sangat Beragam

Hutan Tanaman (Perhutani)


PERSIAPAN TANAM

KENTANG

WORTEL

KOBIS

Pertanaman Sayur : Kentang, Wortel, Kobis, dsb

TUTUPAN TAJUK DAN LANTAI DASAR TANAH

PENYEMPROTAN
PESTISIDA

Kebun Apel dan Jeruk

PEMUPUKAN


TUTUPAN TAJUK DAN LANTAI DASAR TANAH

POSISI PEMUKIMAN DAN AKTIVITAS PENDUDUK DENGAN
PEMANFAATAN DAN PEMBUANGAN AIR

Pemukiman (Dusun, Desa)

BAGIAN 2

Siklus Air dalam Plot
PRESIPITASI

EVAPOTRANSPIRASI
INTERSEPSI
LATERAL

PRESIPITASI

PRESIPITASI
LIMPASAN

PERMUKAAN
PERKOLASI
DRAINASI

Siklus Air dalam Plot
Komponen Siklus Air (yang relevan) :
• Presipitasi (Hujan)
• Intersepsi (oleh tajuk tanaman)
• Lolos Tajuk
• Infiltrasi
• Perkolasi
• Limpasan Permukaan
• Aliran Lateral (masuk)

Faktor yang berpengaruh terhadap besaran komponen
siklus air di tingkat plot
Komponen
Siklus Air

Faktor yang mempengaruhi besaran komponen


Presipitasi

(variabel bebas)

Aliran Lateral1)

Kondisi Petak di bagian Hulu/Atas

Intersepsi

Penutupan Tajuk :
• Kerapatan Tajuk
• Tebal dan susunan Lapisan Tajuk
(strata)

Lolos Tajuk

• Intensitas dan durasi Hujan
• Kerapatan Tajuk


Infiltrasi

Laju Infiltrasi :
• Porositas (makro)
• Profil Tanah
• Intensitas Hujan dan Simpanan Permukaan

Perkolasi

Permeabilitas Tanah, Ketebalan Solum

Evapotrasnpirasi2)

Ketersediaan air tanah, cuaca dan kondisi tanaman

Limpasan Permukaan

Resultante semua komponen


Estimasi Neraca Air dalam Petak
Tanamansaat terjadi hujan
Diskusikan :
• Berapa proporsi masing-masing komponen ketika terjadi hujan 100 %
• Berapa besarnya limpasan permukaan dari berbagai macam penggunaan lahan ini
• Komponen apa saja yang berbeda dari keempatnya ? Mengapa demikian ?
Komponen
Siklus Air

Hutan Alam

Hutan Tnm
Pinus

Kebun Apel

Sayuran :
Kentang

100


100

100

100

Aliran Lateral

?

?

?

?

Intersepsi

?

?

?

?

Lolos Tajuk

?

?

?

?

Infiltrasi

?

?

?

?

Perkolasi

?

?

?

?

Evapotrasnpirasi

?

?

?

?

Limpasan Permukaan

?

?

?

?

Presipitasi

1)
2)

Aliran lateral tergantung dari limpasan yang berasal dari petak dibagian hulu/atasnya , dianggap sama
Evapotranspirasi sangat kecil (nol) karena durasi kejadian yang singkat dan cuaca hujan (kelembaban udara
maksimum/jenuh)

Contoh : Perbandingan Neraca Air

Kawasan
Alami

Kawasan
Perkotaan

Salah satu interpretasi jawaban (alternatif)
Komponen
Siklus Air

Hutan Alam

Hutan Tnm
Pinus

Kebun Apel

Sayuran :
Kentang

100

100

100

100

?x

?x

?x

?x

Intersepsi

++++
?

+++
?

++
?

+?

Lolos Tajuk

++
?

+++
?

+++
?

++++
?

Infiltrasi

+++
?

++
?

++
?

+?

Perkolasi

++
?

++
?

++
?

+?

Evapotrasnpirasi2)

0?

0?

0?

0?

Limpasan Permukaan

+?

+++
?

+++
?

++++
?

Presipitasi
Aliran Lateral1)

1)

Aliran lateral tergantung dari limpasan yang berasal dari petak dibagian hulu/atasnya , dianggap sama
2) Evapotranspirasi sangat kecil (nol) karena durasi kejadian yang singkat dan cuaca hujan (kelembaban udara
maksimum/jenuh)

Apakah ada yang mempunyai pendapat berbeda dengan jawaban di atas ????

Apa saja yang bisa terbawa keluar dari
Plot bersama dengan aliran permukaan ?
• Material Tanah (sedimen)
• Bahan Organik :
• Pupuk Kandang (manure)
• Kompos
• Sampah, seresah
• Unsur-unsur kimia :
• Unsur Hara
• Pupuk
• Pestisida, Herbisida, dsb
• Lainnya ........ ?
• Apa kondisi yang mendorong terangkutnya bahan-bahan tsb
bersama limpasan permukaan ?

Pertanyaan2 selanjutnya ...................
1. Apakah tindakan2 pengelolaan yang justru bisa
mendorong terjadinya :
• Limpasan permukaan
• Erosi
• Pencemaran air

GULUDAN DAN SELOKAN

PENYEMPROTAN PESTISIDA

BAGIAN 3

Apakah hal-hal yang
terjadi di Plot akan sama
dengan di DAS ?

1. Debit sungai merupakan
total limpasan
permukaan dari semua
plot di dalam lansekap
2. Jumlah sedimen yang
terangkur sungai
merupakan kumulatif
dari erosi seluruh plot
didalam lansekap

Apakah hal-hal yang terjadi di Plot akan
sama dengan di DAS ?
Limpasan
Permukaan dan
Debit

Total limpasan
permukaan dari semua
plot sama atau lebih
besar dari debit banjir di
sungai

Total limpasan
permukaan dari semua
plot lebih kecil dari
debit banjir di sungai

Erosi dan Sedimen Total erosi dari semua
plot lebih besar dari pada
jumlah sedimen
terangkut banjir di sungai

Total erosi dari semua
plot lebih kecil dari
pada jumlah sedimen
terangkut banjir di
sungai

Fungsi Lansekap
(DAS)

DAS atau lansekap
tidak mempunyai
fungsi menahan
(buffer) dan menyaring
(filter).
Terjadi longsor tebing
dsb

DAS atau lansekap
memiliki fungsi buffer
(menahan) dan
menyaring (filter)

Adanya cekungan (embung) alami dan relief mikro menjadi tempat singgah air
permukaan sehingga tidak langsung mengalir ke sungai, meningkatkan kapasitas
infiltrasi kawasan dan mengendapkan bahan terangkut air (sedimen dsb)

Best Management Practices such as filter strips or buffers next to surface
waters help protect water quality.

What matters most in a forest :
rainfall cloud
interception

canopy water
evaporation

transpiration

surface
evaporation

the trees
through-fall

the landscape
stem-flow

surface
run-on

Stream:

surfac infiltration
quick- e runrecharge
flow
off
lateral
outflo
w
base
percolation
flow

{

?

the subsoil
surfac
uptake

elater
al

inflow
Sumber : Meine van Noordwijk (2009)

Schematic development of the landscape in a sub-watershed and its effects on storm flow, net
sediment loss and dry-season base flow:
I. original forest cover,
II. patches of forest opened for shifting cultivation,
III. intensification of land use has brought most land into cultivation, except for riverine
borders and hedges along paths,
IV. reclamation of all 'wastelands' has removed all filter strips causing a disproportional
rise in net sediment loss,
V. restored agroforestry landscape with permanently vegetated contour strips and
riparian woodlands.
Sumber : Susswein, P.M, M. van Noordwijk and B. Verbist (2002)

Debit Dasar (musim kemarau)

Sedimen Terangkut
Debit Banjir
Sumber : Susswein, P.M, M. van Noordwijk and B. Verbist (2002)

Sumber : Bruno Verbist (2009)

BAGIAN 4

Pengelolaan di tingkat Plot :
Pengelolaan ditujukan untuk memperbaiki neraca air yang dicirikan
dengan
1. Meninimkan limpasan permukaan
2. Meningkatkan intersepsi (meningkatkan tutupan kanopi)
3. Meningkatkan kapasitas infiltrasi (porositas makro tanah dan
relief mikro)
4. Meningkatkan kapasitas tanah untuk menahan air
5. Meningkatkan kapasitas perkolasi untuk mengisi groundwater
Pengelolaan yang ditujukan untuk mengurangi erosi dan
pencemaran agrokimia :
1. Mengurangi limpasan permukaan
2. Menurunkan laju aliran permukaan (terasering, tanam searah
kontur)
3. Melindungi permukaan tanah dari pukulan air (meningkatkan
tutupan kanopi, mulsa, cover crops)
4. Mengurangi penggunaan bahan agro-kimia (pupuk, pestisida,
herbisida)

Jenis Tanaman Beragam

Tanaman Beragam dan Tajuk
berlapis

Agroforestri bebasis kopi dan kakao : Salah satu pilihan pengelolaan (BMPs)

Lantai Tanah Tertutup Vegetasi dan
Seresah
Tajuk berlapis

BMPs : Tanaman Penutup Tanah diantara Barisan Tanaman Pokok

Pengelolaan di tingkat DAS (lansekap):
Pengelolaan ditujukan untuk memperbaiki neraca air yang dicirikan
dengan :
1. Menurunkan limpasan permukaan dari plot
2. Meningkatkan luas tutupan permanen dan berlapis (menyerupai
hutan)
3. Meningkatkan kapasitas infiltrasi (porositas makro tanah dan
kekasaran permukaan/relief mikro, embung, wetlands)
4. Meningkatkan kapasitas tanah untuk menahan air
5. Meningkatkan kapasitas perkolasi untuk mengisi groundwater
(recharge)
Pengelolaan yang ditujukan untuk mengurangi erosi dan pencemaran
agrokimia :
1. Mengurangi limpasan permukaan dari lahan pertanian (plot)
2. Menurunkan laju aliran permukaan (terasering, barier, bangunan
penahan dan pengendali)
3. Meningkatkan luas kawasan yang tertutup permanen (kanopi, mulsa,
cover crops)
4. Mengurangi penggunaan bahan agro-kimia (pupuk, pestisida, herbisida)
5. Membangun zona penyaring (filter)

Sumber : Bruno Verbist (2009)

Penanaman yang rapat di sepanjang KAKISU (Sempadan Sungai)

BAGIAN 5

INDIKATOR LINGKUNGAN
• Tidak ada tanah yang terbuka (bero)

• Dalam selokan dan parit mengalir air yang
jernih
• Hewan/Binatang Liar sangat banyak

• Ikan dijumpai pada selokan/sungai yang
mengalir melalui lahan pertanian
• Pada Lansekap Pertanian dijumpai aneka
vegetasi (sangat beragam)
Preston Sullivan, 2003

INDIKATOR : Air jernih dan debit dasar cukup tinggi walaupun di musim
kemarau

Karakteristik Fungsi DAS (kriteria):
Lokal :
1.
2.
1. Curah hujan
2. Bentuk lahan 3
3. Jenis tanah
4. Kedalaman
akar (dari
4.
vegetasi
alami)
5.
6.
7.

Transmisi air
Menyangga pada
kejadian puncak
hujan
Infiltrasi &
melepaskan air
secara bertahap
Memelihara
kualitas air
Mengurangi
longsor
Mengurangi erosi
Mempertahankan
iklim mikro

Relevansi bagi
pengguna :
1.
2.

3.

4.

5.
6.

7.

Pengguna air di
daerah hilir
Masyarakat yang
tinggal di bantaran
sungai dan
bantaran banjir
Masyarakat yang
tidak memiliki
sistem
penyimpanan air
Masyarakat yang
tidak memiliki
sistem purifikasi,
PLTA
Masyarakat yang
tinggal di kaki bukit
Petani, Nelayan,
PLTA
Petani & wisatawan

(Sumber: Farida& M. Van Noordwijk, 2006)

Indikator
1.Ketersediaan air
sepanjang waktu

2. Tinggi muka air
sampai batas
terkendali
3. Sumur dangkal yang
tidak kering
4.Ketersediaan air
bersih sepanjang
waktu

5. Intensitas kejadian
longsor
6.Ketebalan seresah &
top-soil, biodiversitas
ikan (mis: ikan bilih
kasus di Singkarak),
bioindikator bentos
7. Suhu dan
kelembaban

Perubahan distribusi musiman aliran
sungai di (A) DAS Kalikonto
(Indonesia), dimana pada periode ke
II (1951-1972) terjadi alih guna hutan
menjadi lahan pertanian dalam skala
besar (sumber: Bruijnzeel, 1990)

HUBUNGAN antara INDIKATOR KESEHATAN DAS dengan FUNGSI DAS

Kali Konto di musim
penghujan, Air keruh,
berlumpur…..
Darimana sumber asal
sedimen?

Water hyacinth (enceng gondok) early
warning of a new threat to the reservoir?

Pollution ~ high concentration of nutrient N and P

BAGIAN 6

Layanan Lingkungan
(Ecological Services)





Apa bentuk layanan lingkungan yang
diberikan ?
Siapa yang memberikan layanan
lingkungan ?
Siapa yang menerima manfaat layanan
lingkungan ?

Anak-anak bermain
bebas di sungai
sebagai hasil
perbaikan ekosistem
di daerah hulu

Foto: Kurniatun Hairiah

LAYANAN LINGKUNGAN
Keuntungan yang dirasakan oleh masyarakat yang
diperoleh dari adanya perbaikan ekosistem

WATERQUALITY?
Layanan Lingkungan Biodiversitas : Penyediaan Air Bersih

Layanan Lingkungan
(Ecological Services)
Selamat Menonton Film tentang Imbal
Jasa Lingkungan

RUPES – REWARDS FOR, USE OF AND SHARED
INVESTMENT IN PRO-POOR ENVIRONMENTAL SERVICES
(PHASE-II)

SAMPAI DI SINI............................,

tetapi silahkan jika mau melanjutkan ke
CONTOH KASUS di THAILAND ..... Silahkan
dilanjutkan !!

CONTOH KASUS
Dari North Thailand (Sumber: D. Thomas, 2002)