Kadar air didefinisikan sebagai berat air yang terdapat di dalam kayu yang dinyatakan dalam persen terhadap berat kering tanur. Kadar air pada setiap bagian pohon hasil penelitian ini disajikan pada Tabel 2.
Berdasarkan hasil penelitian ini, bagian daun memiliki kadar air rata-rata tertinggi yaitu 206.63%. Tingginya kadar air pada daun adalah karena daun merupakan bagian dari pohon yang berfungsi sebagai tempat fotosintesis yang mempunyai rongga sel berisi air dan hara, serta memiliki stomata yang memungkinkan lebih banyak air yang tersimpan di dalam daun. Bagian ranting, cabang, batang, dan akar memiliki kadar air yang jauh lebih rendah dari pada daun karena pada bagian-bagian tersebut zat-zat pembentuk kayu lebih tinggi dan padat sehingga jumlah air yang terkandung lebih sedikit.
Berat Jenis
Menurut Simpson et al (1999), berat jenis adalah rasio antara kerapatan kayu dengan kerapatan air pada kondisi anomali air (4.40C). Kerapatan air pada kondisi anomali besarnya adalah 1 gr/cm3.
Berdasarkan Tabel 3, berat jenis rata-rata tertinggi dimiliki oleh pohon karet pada bagian batang utama yaitu sebesar 0.520. Bagian cabang memiliki berat jenis sebesar 0.510, bagian ranting 0.455, bagian akar 0.432, dan bagian daun 0.251. Kayu yang berasal dari bagian pangkal umumnya sudah terbentuk kayu dewasa yaitu massa kayu yang didominasi oleh kayu akhir dengan sel-sel penyusunnya memiliki dinding sel yang tebal dan rongga sel yang kecil, sehingga berat jenis dan kerapatannya lebih tinggi. Selain itu kayu pada bagian pangkal juga sudah terbentuk kayu teras yang lebih banyak. Haygreen dan Bowyer (2003) dalam Iswanto (2008) mengemukakan bahwa semakin tinggi berat jenis kayu, semakin Tabel 2 Kadar air setiap bagian pohon karet pada masing-masing kelas diameter
Diameter (cm)
Kadar Air (%)
BU Cabang Ranting Akar Daun
<8 90.45 - 94.43 83.38 243.04 8 – 12 80.00 74.82 97.02 78.85 237.32 12 – 16 76.94 78.41 86.26 72.35 300.62 16 – 20 65.84 68.54 75.80 69.23 152.36 20 – 24 67.67 68.76 77.15 66.72 131.34 >24 69.22 73.50 80.99 68.40 175.08 Rata-rata 75.02 72.81 85.27 73.15 206.63
12
banyak kandungan zat kayu pada dinding sel yang berarti semakin tebal dinding sel tersebut. Tabel hasil penelitian berat jenis pohon karet dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3 Berat Jenis setiap bagian pohon karet pada masing-masing kelas diameter
Diameter Berat Jenis
(cm) BU Cabang Ranting Akar Daun
<8 0.466 - 0.414 0.443 0.183 8 – 12 0.495 0.478 0.401 0.408 0.226 12 – 16 0.509 0.480 0.467 0.422 0.188 16 – 20 0.543 0.531 0.478 0.441 0.306 20 – 24 0.550 0.519 0.482 0.417 0.330 >24 0.556 0.543 0.489 0.463 0.275 Rata-rata 0.520 0.510 0.455 0.432 0.251
Keterangan (-) : tidak ada sampel
Berat jenis pohon karet berkisar antara 0.432 – 0.520 kecuali pada bagian daun yang memiliki berat jenis lebih kecil yaitu 0.251. Berat jenis yang didapatkan dari penelitian ini memiliki nilai yang hampir sama dengan penelitian Iswanto (2008) yang mengemukakan berat jenis pohon karet berkisar antara 0.46 – 0.50 yang diambil dari tiga bagian pohon.
Kadar Zat Terbang
Kadar zat terbang adalah persentase kandungan zat-zat yang mudah menguap yang hilang pada pemanasan 950°C yang terkandung pada arang terhadap berat kering bahan bebas air. Secara kimia zat terbang terbagi menjadi tiga sub golongan, yaitu senyawa alifatik, terpena dan senyawa fenolik. Zat-zat yang menguap ini akan menutupi pori-pori kayu dari arang (Haygreen & Bowyer 1982).
Hasil uji laboratorium mengenai persentase zat terbang bagian pohon karet tersaji dalam Tabel 4.
Tabel 4 Kadar Zat Terbang setiap bagian pohon karet pada masing-masing kelas diameter
Diameter Kadar Zat Terbang (%)
(cm) BU Cabang Ranting Akar Daun
<8 69.58 - 74.12 77.18 83.96 8 – 12 67.14 76.12 78.05 78.36 84.32 12 – 16 65.54 71.64 74.72 74.38 82.74 16 – 20 63.20 71.21 76.52 77.36 84.28 20 – 24 62.19 69.11 74.93 77.45 85.21 >24 65.43 70.40 76.08 77.00 79.42 Rata-rata 65.51 71.70 75.74 76.95 83.32
13 Berdasarkan hasil analisis laboratorium, batang utama memiliki zat terbang sebesar 65.51%, bagian cabang 71.70%, bagian ranting 75.74%, bagian akar 76.95%, dan bagian daun 83.32%. Daun memiliki rata-rata zat terbang tertinggi, sedangkan batang utama memiliki zat terbang paling rendah. Kadar zat terbang daun tertinggi karena daun memiliki kandungan senyawa alifatik, terpena dan fenolik yang mudah menguap pada suhu 950oC. Haygreen dan Bowyer (1982) menyebutkan bahwa 30% kandungan senyawa senyawa alifatik, terpena dan fenolik terdapat pada bagian kayu pada pohon dan 70% pada bagian daun.
Kadar Abu
Kadar abu merupakan berat bahan sisa yang tertinggal dan dinyatakan dalam persen terhadap berat bahan bebas air, setelah pembakaran pada suhu tinggi dengan tersedianya oksigen yang melimpah (Haygreen dan Bowyer 1982).
Hasil analisis kadar abu pohon karet pada penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5 Kadar abu setiap bagian pohon karet pada masing-masing kelas diameter
Diameter Kadar Abu (%)
(cm) BU Cabang Ranting Akar Daun
<8 1.29 - 1.71 1.92 4.10 8 – 12 1.23 1.53 1.93 2.16 4.69 12 – 16 1.10 1.85 1.82 1.96 4.52 16 – 20 1.30 1.52 1.47 1.93 4.30 20 – 24 1.16 1.13 1.54 1.69 3.51 >24 1.35 1.32 1.53 1.92 4.61 Rata-rata 1.24 1.47 1.67 1.93 4.29
Keterangan (-) : tidak ada sampel
Berdasarkan hasil analisis laboratorium, rata-rata nilai kadar abu yang paling besar terdapat pada bagian daun yaitu sebesar 4.29%, sedangkan pada bagian akar sebesar 1.93%, bagian ranting sebesar 1.67%, bagian cabang sebesar 1.47%, dan bagian batang sebesar 1.24%. Sama halnya pengan penelitian yang dilakukan oleh Dewi (2011) kadar abu tertinggi dimiiki oleh bagian daun sementara kadar abu terendah dimiliki oleh bagian batang. Hasil analisis kadar abu sejalan dengan Tsoumis (1991), yang menyatakan bahwa kadar abu kayu pada umumnya memiliki kisaran antara 0.1% - 5%.
Kadar Karbon
Kadar karbon pohon merupakan persentase kandungan karbon yang terdapat pada biomassa pohon yang merupakan hasil akhir dari pengurangan terhadap total jumlah kadar abu dan kadar zat terbang. Rata-rata kadar karbon pada bagian-bagian
14
pohon karet yang diperoleh dari hasil analisis pada penelitian ini disajikan pada Tabel 6.
Tabel 6 Kadar karbon setiap bagian pohon karet pada masing-masing kelas diameter
Diameter Kadar Karbon (%)
(cm) BU Cabang Ranting Akar Daun
<8 29.14 - 24.17 20.90 11.94 8 – 12 31.64 22.35 20.01 19.48 10.99 12 – 16 33.37 26.51 23.46 23.66 12.74 16 – 20 35.50 27.27 22.01 20.71 11.42 20 – 24 36.66 29.76 23.53 20.87 11.28 >24 33.22 28.28 22.39 21.08 15.98 Rata-rata 33.25 26.83 22.60 21.12 12.39
Keterangan (-) : tidak ada sampel
Berdasarkan Tabel 6, pohon karet memiliki kadar karbon tertinggi pada bagian batang yaitu 33.25%, sementara bagian cabang memiliki nilai kadar karbon 26.83%, ranting 22.60%, akar 21.12%, dan yang paling rendah adalah daun yaitu 12.39%. Hal ini sejalan dengan penelitian yang dilakukan oleh Dewi (2011), Zain (2013), dan Aziz (2013), bahwa nilai kadar karbon terbesar terdapat pada bagian batang utama pohon dan terendah pada bagian daun. Menurut Haygreen dan Bowyer (1982), kadar karbon terbesar terdapat pada bagian pohon yang mengandung unsur kayu yang dominan seperti batang dan cabang.
Nilai yang dihasilkan penelitian ini memiliki perbedaan dengan penelitian Cesylia (2009) yang menjelaskan kadar karbon pohon karet pada bagian batang sebesar 44.16%, cabang 21.95%, akar 10%, dan daun 7.81%. Perbedaan ini dapat disebabkan oleh faktor genetik, kondisi tempat tumbuh, perlakuan, kerapatan tegakan, ataupun faktor kesalahan manusia.
Biomassa
Berdasarkan hasil penelitian ini, rata-rata biomassa terbesar terdapat pada bagian batang pohon karet, yaitu 91.362 kg dan terkecil pada daun dengan rata-rata biomassa 1.822 kg. Hal ini karena hasil dari proses fotosintesis oleh daun yang terdiri dari senyawa polisakarida (karbon, hidrogen dan oksigen yang merupakan penyusun biomassa) lebih banyak terdistribusi ke bagian batang.
Dilihat dari diameternya, semakin besar diameter pohon tersebut maka biomassanya pun akan semakin besar. Secara umum, biomassa tiap bagian pohon cenderung semakin besar berbanding lurus dengan kenaikan diameternya. Biomassa rata-rata bagian pohon karet hasil penelitian disajikan dalam Tabel 7.
15 Tabel 7 Biomassa setiap bagian pohon karet pada masing-masing kelas diameter
Diameter Biomassa (kg)
(cm) BU Cabang Ranting Akar Daun
<8 3.824 - 1.285 1.084 0.464 8 – 12 23.653 1.899 7.066 7.888 1.081 12 – 16 77.700 3.909 14.664 22.613 1.045 16 – 20 101.411 7.357 16.117 24.961 1.934 20 – 24 121.490 13.161 17.670 25.171 2.695 >24 220.095 27.576 32.675 38.674 3.714 Rata-rata 91.362 10.780 14.913 20.065 1.822 Keterangan (-) : tidak ada sampel
Massa Karbon
Massa karbon dan biomassa pohon memiliki hubungan yang berbanding lurus. Apabila semakin tinggi nilai biomassa pohon maka nilai massa karbon suatu pohon juga semakin tinggi. Berdasarkan hasil analisis massa karbon, bagian batang memiliki rata-rata massa karbon yang terbesar yaitu 31.411 kg. Bagian daun memiliki massa karbon paling rendah yaitu sebesar 0.238 kg. Daun adalah bagian pohon yang tidak mengandung unsur kayu, sehingga massa karbon yang tersimpan pada daun tidak banyak. Massa karbon hasil penelitian dapat dilihat pada Tabel 8.
Tabel 8 Massa karbon setiap bagian pohon karet pada masing-masing kelas diameter
Diameter Massa Karbon (kg)
Cm BU Cabang Ranting Akar Daun
<8 1.096 - 0.333 0.221 0.060 8 – 12 7.508 0.394 1.426 1.522 0.118 12 – 16 25.863 1.030 3.454 5.264 0.114 16 – 20 36.124 2.287 3.589 5.154 0.227 20 – 24 46.940 4.619 4.150 5.354 0.318 >24 70.933 7.666 7.435 8.191 0.587 Rata-rata 31.411 3.199 3.398 4.284 0.238 Keterangan (-) : tidak ada sampel
Faktor Ekspansi Biomassa dan Massa Karbon
Faktor ekspansi adalah suatu faktor yang digunakan untuk menggandakan suatu jumlah nominal tertentu (volume, biomassa atau massa karbon), yang mencakup satu atau beberapa bagian pohon ke jumlah nominal lainnya yang mencakup keseluruhan pohon. Expansion factor dipergunakan untuk menggandakan data (1) pada satuan pohon ke data pada satuan pohon, (2) data pada satuan tegakan ke data di satuan tegakan pula dan (3) data dari nilai agregat ke nilai agregat lain
16
(misalnya dari data volume panen secara komersial ke data total biomassa yang hilang) (Sutaryo 2009).
Secara sederhana faktor ekspansi biomassa didefinisikan sebagai perbandingan antara biomassa keseluruhan pohon dengan biomassa batang. Brown (1997) memberikan definisi faktor ekspansi biomassa sebagai perbandingan antara total biomassa tegakan yang memiliki DBH lebih dari atau sama dengan 10 cm dengan volume tegakan yang diinventarisasi.
Pada penelitian ini faktor ekspansi yang dicari adalah faktor ekspansi biomassa dan massa karbon pohon karet yang terdiri dari faktor ekspansi; (1) bagian atas permukaan tanah dengan batang utama, (2) bagian atas permukaan tanah dengan batang bebas cabang, (3) total dengan batang utama, (4) total dengan batang bebas cabang. Hasil faktor ekspansi biomassa dan massa karbon penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 9.
Tabel 9 Faktor ekspansi biomassa dan massa karbon pohon karet pada masing-masing kelas diameter
Diameter (cm)
Faktor Ekspansi Biomassa Faktor Ekspansi Massa Karbon FEB1 FEB2 FEB3 FEB4 FEC1 FEC2 FEC3 FEC4 <8 1.4573 1.4573 1.7407 1.7407 1.3585 1.3585 1.5605 1.5605 8 – 12 1.4247 1.7422 1.7422 2.1304 1.2581 1.5283 1.4503 1.7618 12 – 16 1.2525 1.3513 1.5334 1.6544 1.1778 1.2728 1.3734 1.4841 16 – 20 1.2505 1.6437 1.4822 1.9481 1.1690 1.5072 1.2990 1.6749 20 – 24 1.2760 1.5465 1.4615 1.7714 1.1936 1.5004 1.2880 1.6190 >24 1.2906 1.5632 1.4663 1.7760 1.2212 1.5678 1.3366 1.7161 Rata-rata 1.3253 1.5507 1.5711 1.8368 1.2297 1.4558 1.3846 1.6361
Keterangan FEB1: Biomassa di atas tanah/biomassa batang utama FEB2: Biomassa di atas tanah/biomassa batang bebas cabang FEB3:Biomassa total/biomassa batang utama
FEB4: Biomassa total/biomassa batang bebas cabang
FEC1: Massa karbon di atas tanah/massa karbon batang utama FEC2: Massa karbon di atas tanah/massa karbon batang bebas cabang FEC3: Massa karbon total/massa karbon batang utama
FEC4: Massa karbon total/massa karbon batang bebas cabang
Nilai FEB1 pada penelitian ini berkisar antara 1.2505 – 1.4573 (rata-rata 1.3253). Nilai FEB2 berkisar antara 1.3513 – 1.7422 (rata-rata 1.5507). Nilai FEB3 berkisar 1.4615 – 1.7422 (rata-rata 1.5711). Nilai FEB4 1.6544 – 2.1304 (rata-rata 1.8368). Nilai FEB1 dan FEB3 pada penelitian ini hampir sama dengan penelitian yang dilakukan oleh Aziz (2013) terhadap pohon dominan di Kabupaten Ketapang, Kalimantan Barat dengan nilai FEB1 1.0523 – 1.5498 (rata-rata 1.2392) dan nilai FEB3 1.3106 – 1.8882 (rata-rata 1.5398).
Nilai FEC1 pada penelitian ini berkisar antara 1.1690 – 1.3585 (rata-rata 1.2297). Nilai FEC2 berkisar antara 1.2728 – 1.5678 (rata-rata 1.4558). Nilai FEC3 berkisar 1.2880 – 1.5605 (rata-rata 1.3846). Nilai FEC4 1.4841 – 1.7618 (rata-rata 1,6361). Nilai FEC1 pada penelitian ini hampir sama dengan penelitian yang dilakukan oleh Aziz (2013) terhadap pohon dominan di Kabupaten Ketapang, Kalimantan Barat dengan nilai FEC 1.0435 – 1.5502 (rata-rata 1.2304).
17 Sementara itu nilai FEC3 pada penelitian ini memiliki nilai yang lebih kecil dari pada nilai FEC3 pada penelitian yang dilakukan oleh Aziz (2013) dengan nilai FEC3 1.3018 – 1.8988 (rata-rata 1.5305).
Nilai rata-rata faktor ekspansi biomassa terbesar terdapat pada FEB4 yakni 1.8368 dan yang terkecil adalah nilai FEB1 yaitu sebesar 1.3253. Sama halnya pada massa karbon, nilai faktor ekspansi tertinggi dimiliki oleh FEC4 yaitu 1.6361 dan yang paling kecil adalah nilai FEC1 yaitu 1.2297. Hal ini disebabkan biomassa dan massa karbon total lebih besar dibanding dengan biomassa dan massa karbon bagian atas tanah. Biomassa dan massa karbon pada bagian batang utama lebih besar dibanding batang bebas cabang, sehingga biomassa dan massa karbon total berbasis batang bebas cabang memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan biomassa dan massa karbon di atas permukaan tanah berbasis batang utama.
Uji Validasi Keandalan
Validasi yang dilakukan dalam penelitian ini adalah melakukan perbandingan hasil pendugaan dengan model dan hasil aktual untuk mengetahui ketelitian hasil dugaan . Kriteria ketelitian yang dipergunakan adalah uji validasi Chi-Square (χ2
), nilai simpangan agregat (SA) dan nilai simpangan rata-rata (SR). Hasil validasi faktor ekspansi biomassa dan massa karbon pohon karet dapat dilihat pada Lampiran 1 sampai dengan Lampiran 8, secara ringkas disajikan pada Tabel 10.
Tabel 10 Validasi keandalan faktor ekspansi biomassa dan massa karbon FEB
Nilai Jumlah Biomassa (kg) χ2
hitung SA SR
Biomassa Aktual Biomassa Dugaan FEB1 754.287 735.584 1.123 -0.025 1.84 FEB2 754.287 754.546 12.075 0.000 2.41 FEB3 890.905 851.270 3.483 -0.047 1.21 FEB4 890.905 873.723 16.934 -0.020 2.96 FEC1 301.682 305.827 0.176 0.013 1.93 FEC2 301.682 324.623 6.079 0.070 7.23 FEC3 336.863 335.941 0.369 -0.003 2.08 FEC4 336.863 356.878 6.867 0.056 7.40
Keterangan FEB1: Biomassa di atas tanah/biomassa batang utama FEB2: Biomassa di atas tanah/biomassa batang bebas cabang FEB3:Biomassa total/biomassa batang utama
FEB4: Biomassa total/biomassa batang bebas cabang
FEC1: Massa karbon di atas tanah/massa karbon batang utama FEC2: Massa karbon di atas tanah/massa karbon batang bebas cabang FEC3: Massa karbon total/massa karbon batang utama
FEC4: Massa karbon total/massa karbon batang bebas cabang
Hasil uji validasi keandalan terhadap FEB1, FEB2, FEB3, FEC1, FEC2, dan FEC3, dan FEC4 menghasilkan nilai χ2
18
tabel dengan nilai sebesar 12.592. Hal ini berarti bahwa pendugaan biomassa dan massa karbon akar dengan menggunakan faktor ekspansi tidak berbeda nyata dengan biomassa dan massa karbon sebenarnya (terima H0). Sementara itu nilai χ2 hitung pada FEB4 yang memiliki nilai lebih besar dari pada χ2
tabel dapat diabaikan. Nilai SA FEB1, FEB2, FEB3, FEB4, FEC1, FEC2, FEC3, dan FEC4 yang dihasilkan dari uji validasi keandalan penelitian ini berada dalam nilai kisaran -1 dan +1. Nilai SR FEB1, FEB2, FEB3, FEB4, FEC1, FEC2, FEC3, dan FEC4 yang dihasilkan lebih kecil dari 10%. Pendugaan yang baik mempunyai nilai SA di antara -1 dan +1 serta nilai SR lebih kecil dari 10% (Spurr 1952).
Berdasarkan hasil uji validasi keandalan dengan kriteria nilai χ2
hitung, SA, dan SR, nilai faktor ekspansiyang dihasilkan sudah dapat dikatakan akurat (andal).
Penghitungan Biomassa dan Massa Karbon Menggunakan Faktor Ekspansi Biomassa dan Massa Karbon
Penghitungan biomassa dan massa karbon dimulai dengan penghitungan volume pohon. Penghitungan volume pohon menggunakan persamaan terbaik yang didapatkan dari nilai R2 tertinggi dan telah lolos uji f dan uji t. Suatu persamaan dapat dikatakan lolos uji f apabila memiliki nilai sig-f α (α = 0.05) dan lolos uji t apabila untuk β0, β1, dan β2 memiliki nilai p-value < α (α = 0.05). Hasil regresi sederhana tiap model disajikan dalam Tabel 11.
Tabel 11 Model-model persamaan volume batang utama pohon karet
Model Persamaan R² sig-f β0 β1 β2
Linear y = 0.044x - 0.351 0.925 2.63 10-17 1.69973 10-8 2.63 10-17 - Logaritmic y = 0.519ln(x) - 0.985 0.677 2.39 10-8 1.15798 10-5 2.39 10-8 - Eksponensial y = 0.006e0.188x 0.836 1.53 10-12 3.7268 10-16 1.53 10-12 - Polynomial y = 0.001x2 + 0.003x - 0.059 0.987 2.13 10-26 0.071636443 0.304879 5.68 10-12 Power y = 10-4 x2.792 0.984 1.05 10-26 5.31164 10-29 1.05 10-26 -
Berdasarkan Tabel 11, model yang paling sesuai untuk dijadikan model volume pohon adalah Power dengan persamaan y = 10-4 x2.792. Model
Polynomial memiliki nilai R2 tertinggi dan lolos uji f namun tidak lolos uji t sehingga tidak dapat dijadikan model dalam penentuan volume pohon.
Besarnya biomassa dan massa karbon dapat dihitung berdasarkan nilai faktor ekspansi yang telah didapatkan dalam penelitian ini. Diameter yang digunakan adalah diameter rata-rata pada selang kelas diameter yang digunakan dalam penelitian, sehingga didapatkan nilai biomassa dan massa karbon yang disajikan dalam Tabel 12.
19 Tabel 12 Biomassa dan massa karbon pohon karet yang dihitung dengan faktor
ekspansi D(cm) (x) Vbu (m3) (y) BJ FKkb Bat (kg) Bt (kg) Cat (kg) Ct (kg) 4 0.005 0.424 0.2597 2.81 3.331 0.677 0.762 10 0.062 0.439 0.2641 36.072 42.762 8.839 9.943 14 0.158 0.473 0.2976 99.045 117.415 27.35 30.811 18 0.320 0.507 0.3094 215.017 254.895 61.727 69.435 22 0.560 0.508 0.3216 377.021 446.947 112.504 126.665 31 1.458 0.525 0.2982 1014.451 1202.598 280.688 316.242 Keterangan D : Diameter
Vbu : Volume batang utama BJ : Berat jenis pohon
FKkb : Faktor konversi biomassa ke massa karbon Bat : Biomassa di atas permukaan tanah
Bt : Biomassa total
Cat : Massa karbon di atas permukaan tanah Ct : Massa karbon total