Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini di lakukan di Kabupaten Klaten, Jawa Tengah yang secara geografis terletak pada 7º32’19”-7º48’33” LS dan 110º26’14”-110º47’51” BT. Wilayah administratif Kabupaten Klaten terbagi dalam 26 kecamatan, 391 desa
dan 10 kelurahan. Luas keseluruhan wilayah Kabupaten Klaten sebesar 70 023.31 ha.
Gambar 1. Lokasi penelitian
Analisis data dilakukan di Bagian Perencanaan dan Pengembangan Wilayah, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, IPB. Pra penelitian yang meliputi pembuatan rencana penelitian dan pengumpulan data sekunder dilakukan sejak bulan Maret 2012 sedangkan penelitian lapang dilakukan pada bulan September – Februari 2013.
Jenis Data dan Perangkat Penelitian
Data primer yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari data wawancara lapang pada lima jenis kelompok responden yang terdiri dari pemerintah, swasta, masyarakat, Lembaga Swadaya Masyarakat (LSM) dan perguruan tinggi. Kuesioner disusun untuk menggali bobot prioritas pelaku pengendali perubahan lahan berdasarkan persepsi masing-masing responden. Jumlah keseluruhan responden adalah 23 orang. Rincian responden disajikan pada Tabel 1. Pati Blora Cilacap Brebes Wonogiri Grobogan Tegal Kendal Boyolali Jepara Demak Kebumen Sragen Banyumas Batang Magelang Pemalang Klaten Purworejo Rembang Semarang Wonosobo Banjarnegara KAB. GUNUNG K Pekalongan Kudus Purbalingga Temanggung Karanganyar Sukoharjo KAB. SLEMAN KAB. BANTUL KAB. KULON PR Kdy. Semarang Kdy. Salatiga Kdy. Surakart Kdy. Tegal Kdy. Pekalong
Kdy. Magelang 30 0 30 60 Kilometers N E W S
10
Tabel 1. Rincian jumlah responden
No Kelompok responden Lembaga Jumlah
1 Akademisi Perguruan Tinggi Negeri dan swasta 3
2 Instansi pemerintah non
Perguruan tinggi Bappeda 2
Sekretaris Daerah 1
Dinas Pertanian 1
Dinas Pekerjaan Umum 1
Badan Lingkungan Hidup 1
Dinas Penanggulangan Bencana 1
Satpol PP 1
Kantor Pelayanan Terpadu 1
3 Masyarakat Lembaga Swadaya Masyarakat 3
Tokoh masyarakat 5
Pengusaha (swasta) 3
JUMLAH 23
Data sekunder terdiri dari data laju pertumbuhan penduduk tahun 2000 dan 2008, data keragaman fasilitas sosial dan ekonomi tahun 2000 dan 2008 bersumber dari Kabupaten Klaten Dalam Angka dan Potensi Desa. Untuk menunjang penelitian, data penggunaan lahan diturunkan langsung dari citra Landsat tahun 1995, 2000, 2009 dan Landsat-8 tahun 2013 serta citra Quickbird tahun 2011 yang masing-masing diperoleh dari USGS (United States Geological Survey) dan Pusat Pengkajian Perencanaan Pengembangan Wilayah (P4W-IPB). Data spasial yang digunakan untuk analisis adalah peta administrasi, jaringan jalan dan sungai, jenis tanah, kemiringan lereng, serta peta Rencana Tata Ruang Wilayah (RTRW) tahun 2011-2031 skala 1:50.000, yang keseluruhannya diperoleh dari BAPPEDA Kabupaten Klaten. Dari instansi yang sama juga diperoleh data pertumbuhan penduduk dan keragaman fasilitas sosial dan ekonomi. Perangkat yang digunakan dalam penelitian adalah komputer yang dilengkapi perangkat lunak SIG dan analisis statistika, GPS (Global Positioning System), kamera digital dan alat tulis. Secara lebih rinci keterkaitan antara tujuan, jenis data, sumber data dan teknik analisis yang digunakan disajikan pada Tabel 2.
11 Tabel 2. Keterkaitan tujuan, data, sumber data dan teknik analisis yang digunakan
dalam penelitian
No Tujuan Data dan Alat Sumber Data Teknik Analisis
1 Identifikasi perubahan penggunaan lahan tahun 1995, 2000, 2009 Peta administrasi Kabupaten Klaten, citra Landsat tahun 1995, 2000, 2009 citra Quickbird tahun 2011, peta dasar (Jalan dan Sungai), Arc-Map, Arc View GIS 3.3, Microsoft Office Excel, kuesioner cek lapang, GPS, Kamera digital. Bappeda Kabupaten Klaten, USGS (http://glovis. usgs.gov/) Bagian informasi spasial tanah IPB Penggabungan kanal citra, pemotongan citra, koreksi geometri, klasifikasi visual, penarikan contoh acak berstratifikasi 2 Menganalisis faktor yang mempenga ruhi perubahan penggunaan lahan Peta RTRW, jenis tanah, kemiringan lereng, perubahan penggunaan lahan, laju pertumbuhan penduduk tahun 2000 dan 2008, keragaman fasilitas tahun 2000 dan 2008. Arc-Map, Arc-View GIS 3.3, Microsoft Office Excel, PASW Statistics 18 Bappeda Kabupaten Klaten, BPS Kabupaten Klaten P4W IPB Analisis regresi logistik biner (binomial logistic) 3 Prediksi penggunaan lahan tahun 2013 dengan Markov Chain
Hasil analisis tujuan 1, Landsat-8 tahun 2013, IDRISI Selva, Arc-Map, Arc-View GIS 3.3, Microsoft Office Excel Hasil analisis USGS (http://glovis. usgs.gov/) Markov Chain 4 Identifikasi prioritas pengendalian perubahan penggunaan lahan berdasarkan persepsi stakeholders
Data primer hasil wawancara kuesioner AHP, Microsoft Office Excel
Responden AHP (Analytic
Hierarchy Process), Analisis deskriptif
Tahapan Penelitian
Penelitian ini dilakukan melalui enam tahapan. Tahapan tersebut adalah: (1) Tahap persiapan dan studi pustaka. Pada tahap ini dilakukan pemilihan topik penelitian, pengumpulan literatur sesuai dengan topik penelitian, penyusunan
12
rencana (proposal) penelitian, penyusunan kuesioner dan mengurus perijinan; (2) Tahap pengumpulan data. Pada tahap ini dilakukan pengumpulan data primer dan data sekunder. Penjelasan detil tentang pengumpulan data dijelaskan pada sub bagian metode analisis; (3) Tahap pengolahan data. Pada tahap ini dilakukan beberapa teknik sesuai dengan tujuan penelitian. Secara lebih rinci teknik analisis data untuk setiap tujuan penelitian akan dijabarkan lebih detil pada sub bab di bagian ini; (4) Tahap pembahasan hasil pengolahan data serta; (5) Tahap pengecekan lapang. Secara detil pengecekan lapang, sebaran titik pengecekan dan penentuannya akan dijabarkan lebih lanjut. Pada tahap akhir yaitu penulisan hasil akhir.
Analisis Dinamika Perubahan Penggunaan Lahan
Analisis ini dilakukan untuk mengetahui struktur luas penggunaan lahan di Kabupaten Klaten pada tahun 1995, 2000, 2009. Pada tahap ini analisis dimulai dengan aktifitas pengunduhan citra Landsat, penggabungan kanal, pemotongan citra, koreksi geometri dan klasifikasi visual:
1. Pengunduhan citra Landsat
Citra Landsat tahun 1995, 2000, 2009, diunduh dari http://glovis.usgs.gov/. Citra yang diunduh adalah citra Landsat 4, 5 yang berada pada path/row 120/65 dengan liputan awan yang minimum pada tahun yang bersesuaian. Jumlah citra yang diunduh adalah 6 scene.
2. Penggabungan kanal citra (layer stack)
Pada tahap ini dilakukan penggabungan seluruh band kanal tampak dan infra merah pada setiap scene agar mempermudah pembuatan citra komposit warna alami (natural color) sesuai dengan kenampakan yang diharapkan.
3. Pemotongan citra sesuai lokasi penelitian
Pemotongan citra dilakukan dengan bantuan data vektor batas administrasi lokasi penelitian. Tujuan dari pemotongan citra ini yaitu untuk memfokuskan pada wilayah yang akan diteliti.
4. Koreksi Geometri
Sebelum melakukan klasifikasi, citra Landsat terlebih dahulu dikoreksi geometri. Tujuan dari koreksi ini adalah agar citra Landsat yang akan digunakan memiliki spesifikasi koordinat yang sama dengan koordinat yang digunakan pada peta dasar dan GPS (Global Positioning System). Koreksi geometri dilakukan dengan menggunakan acuan dari peta dasar (sungai dan jalan) yang juga dikenali pada citra Landsat. Berdasarkan 4 acuan titik kontrol GCP (Ground Control Point) tersebut, rektifikasi citra dilakukan dengan sistem proyeksi WGS 1984. Nilai ambang RMSE (Root Mean Square Error) yang digunakan pada penelitian ini adalah 1.
5. Klasifikasi visual
Kegiatan klasifikasi ini dimulai dengan mengkompositkan citra Landsat dengan spesifikasi RGB 5-4-3 agar mempermudah proses interpretasi penggunaan lahan. Pada tahap selanjutnya, dilakukan interpretasi citra visual dengan memperhatikan unsur-unsur interpretasi seperti: ukuran, pola, rona, tekstur dan warna. Hasil dari interpretasi ini adalah peta penggunaan lahan Kabupaten Klaten tahun 1995, 2000, dan 2009. Jenis penggunaan lahan yang diamati adalah badan air, hutan, kebun campuran, lahan terbuka,
13 permukiman, sawah dan tegalan. Untuk membantu proses interpretasi visual, penelitian ini juga memanfaatkan citra Quickbird tahun 2011 sebagai sumber data sekunder. Hasil dari analisis ini selanjutnya dibuat matriks transisi untuk mengetahui pola perubahan penggunaan lahan di wilayah kajian. Matriks transisi dibuat setiap periode pengamatan, yaitu tahun 1995-2000, 2000-2009 dan 1995-2009.
Secara umum, tahapan analisis disajikan dalam diagram berikut.
Gambar 2. Bagan alir analisis perubahan penggunaan lahan Tahap Pengecekan Lapang
Pengecekan lapang dilakukan dengan tujuan untuk membandingkan penggunaan lahan hasil interpretasi citra dengan kondisi yang sebenarnya. Pengecekan lapang dilakukan dengan melihat perubahan penggunaan lahan periode 1995-2009 dengan pertimbangan bahwa pada kurun waktu kurang lebih 14 tahun perubahan penggunaan lahannya akan terlihat nyata. Alat yang digunakan dalam pengecekan lapang adalah GPS (Global Positioning System) dan kamera digital. GPS digunakan untuk membantu melacak titik koordinat yang telah direncanakan di peta yang sudah terkoreksi.
Pengambilan titik-titik cek lapang dilakukan secara acak dan menyebar berdasarkan jumlah poligon yang mengalami perubahan penggunaan lahan. Pada masing-masing penggunaan lahan yang mengalami perubahan, sebanyak 2-10 titik diamati dengan detil. Jumlah keseluruhan titik pengecekan adalah 70 yang terbagi atas 63 pada lokasi yang mengalami perubahan dan 7 lokasi yang tidak mengalami perubahan. Pada saat cek lapang juga dilakukan wawancara dengan masyarakat setempat terkait tentang kepemilikan lahan, pelaku perubahan lahan, sejarah lahan masa lampau, serta alasan melakukan perubahan lahan. Beberapa revisi pada data penggunaan lahan dilakukan berdasarkan informasi lapang. Adapun sebaran pengambilan titik pengamatan lapang disajikan pada Gambar 3.
14
Gambar 3. Sebaran spasial titik pengamatan lapang yang direncanakan
Analisis Faktor yang Mempengaruhi Perubahan Penggunaan Lahan Dalam menganalisis faktor yang mempengaruhi perubahan penggunaan lahan diperlukan data fisik seperti peta jenis tanah, peta kemiringan lereng serta data statistik seperti data pertumbuhan penduduk dan keragaman fasilitas tahun 2000, 2008. Untuk analisis lebih lanjut, data spasial seperti peta penggunaan lahan, peta administrasi, peta RTRW 2011-2031, peta jenis tanah dan peta lereng ditumpangtindihkan sehingga diperoleh basis data yang mencakup informasi data spasial tersebut. Setelah itu dilakukan penggabungan data penduduk tiap desa dan jumlah jenis fasilitas ekonomi dan sosial dari data PODES dengan basis data spasial yang telah dibangun sebelumnya. Secara lebih rinci tahapan analisis ditampilkan dalam Gambar 4 .
Identifikasi faktor-faktor penentu perubahan penggunaan lahan dieksplorasi dari empat lingkup analisis yaitu; (1) Pola umum perubahan penggunaan lahan; (2) Pola perubahan lahan sawah ke penggunaan lain; (3) Pola perubahan penggunaan lahan sawah ke permukiman; (4) Pola perubahan penggunaan pertanian non sawah (kebun campuran dan tegalan) ke permukiman. Variabel penjelas yang digunakan untuk menjelaskan empat ruang lingkup tersebut dipilih mengikuti analisis yang dilakukan oleh Verburg et al. (1999, 2004) dan Supriyati (2006) yang terdiri dari karakter fisik lahan (jenis tanah dan kemiringan lereng), keragaman fasilitas sosial dan ekonomi, pertumbuhan penduduk, jarak dari pusat kota dan alokasi ruang.
15 Peta Administrasi Kab.Klaten Peta Kemiringan Lereng Peta LU 1995,
2000, 2009 Peta Jenis Tanah
Peta RTRW Kab.Klaten 2011-2031
Tumpang tindih
Keluaran 1 Jarak dari Pusat
Kota
Keragaman Fasilitas & Jumlah
Penduduk Tahun 2000, 2008 Penggabungan Keluaran 2 Analisis Regresi Logistik Biner
Gambar 4. Bagan alir analisis faktor perubahan penggunaan lahan
Analisis dilakukan dengan menggunakan metode regresi logistik biner, karena variabel respon yang digunakan bersifat kategorik dan dikotomi ( Y=0 Jika tidak terjadi perubahan; Y=1 Jika terjadi perubahan penggunaan lahan pada poligon tersebut). Regresi logistik biner menghasilkan struktur persamaan yang serupa dengan analisis regresi berganda dengan perbedaan pada variabel terikatnya yang merupakan variabel dummy (0 dan 1). Pendekatan model persamaan regresi logistik dapat menjelaskan hubungan antara X dan Y yang bersifat tidak linier, ketidaknormalan sebaran dari Y, keragaman respon yang tidak konstan dan tidak berbeda dengan pendekatan model regresi biasa (Agresti, 1990). Umumnya pendugaan parameter menggunakan metode kemungkinan maksimum (maximum likelihood). Jumlah contoh untuk analisis persamaan satu yaitu sebanyak 9453 poligon, persamaan dua menggunakan contoh sebanyak 7176 poligon, persamaan tiga menggunakan contoh sebanyak 7138 poligon dan persamaan empat menggunakan contoh sebanyak 1776 poligon. Secara lebih rinci variabel dalam analisis regresi logistik biner disajikan pada Tabel 3.
Secara umum model logistik biner adalah sebagai berikut :
P( y = 1) = π= 0+ 1 1+⋯
1+ 0+ 1 1+⋯ dimana
π = Peubah respon berupa jenis perubahan penggunaan lahan
β0, β1, ..., βk = Parameter regresi logistik X1, ..., Xk = Peubah penjelas
16
Tabel 3. Variabel dalam pendugaan penentu perubahan penggunaan lahan
Peubah Respon (Y) Peubah Penjelas (X)
Y1= Poligon penggunaan lahan yang
berubah (1) atau tidak berubah (0)
Y2= Sawah tetap sawah (0) atau sawah
berubah ke penggunaan lain (1)
Y3= Sawah tetap sawah (0) atau sawah
ke permukiman (1)
Y4= Penggunaan non sawah (kebun
campuran dan tegalan) tetap (0) atau
penggunaan non sawah (kebun
campuran dan tegalan) ke permukiman (1)
(X1) Kelas kemiringan lereng (1= 0-5%;
2= 5-15%; 3= 15-40%; 4= >40%)
(X2) Jenis tanah (A= Aluvial Kelabu;
B= Kompleks Litosol & Mediteran Latosol, Kompleks Litosol & Regosol Kelabu; C= Kompleks Regosol Coklat & Kelabu, Regosol Coklat Kelabu, Regosol Kelabu; D= Grumusol; E= Rawa)
(X3) Alokasi Ruang dalam RTRW (1=
Kawasan Lindung, 2= Pertanian, 3= Pertambangan, 4= Hutan, 5= Industri, 6= Permukiman)
(X4) Laju pertumbuhan pnduduk
(X5)Laju pertumbuhan fasilitas ekonomi
(X6) Laju pertumbuhan fasilitas sosial
(X7) Jarak poligon perubahan ke pusat
kota
Sebelum melakukan analisis regresi logistik biner terlebih dahulu dilakukan penyusunan dan perhitungan data yang akan dijadikan sebagai variabel penjelas dalam analisis tersebut. Penyusunan data dilakukan dengan cara tumpang tindih data spasial dan penggabungan data pertumbuhan penduduk dan keragaman fasilitas pada dua titik tahun, sedangkan untuk perhitungan laju pertumbuhan penduduk dan keragaman fasilitas (sosial dan ekonomi) digunakan rumus matematika sebagai berikut:
ΔP = ((P1-P0)/P0)/8 ΔF = ((F1-F0)/F0)/8
ΔP = Laju pertumbuhan penduduk per tahun antara tahun 2000-2008
ΔF = Laju pertumbuhan fasilitas (ekonomi & sosial) per tahun antara tahun 2000-2008
P1 = Jumlah penduduk per desa tahun 2008 P0 = Jumlah penduduk per desa tahun 2000
F1 = Jumlah fasilitas (ekonomi & sosial) per desa tahun 2008 F0 = Jumlah fasilitas (ekonomi & sosial) per desa tahun 2000 8 = Selisih antara tahun awal dan tahun akhir
Untuk mendapatkan nilai jumlah penduduk dan keragaman fasilitas pada setiap poligon yang termasuk poligon permukiman maka dilakukan perhitungan sebagai berikut :
Pij =
Σ Σ dan Fijk =
Σ Σ
17 Fij = Jumlah fasilitas pada poligon ke-i desa ke-j
Lij = Luas poligon penggunaan lahan permukiman ke-i desa ke-j
ΣLTP ij = Total luas poligon penggunaan lahan permukiman ke-i desa ke-j
ΣPij = Jumlah penduduk pada poligon permukiman ke-i desa ke-j
ΣFij = Jumlah fasilitas (sosial & ekonomi) pada poligon permukiman ke-i desa ke-j
Pemodelan dan Prediksi Penggunaan Lahan
Pada penelitian ini, metode Markov Chain digunakan untuk melakukan pemodelan dan prediksi penggunaan lahan tahun 2013. Metode ini digunakan dengan asumsi bahwa perubahan penggunaan lahan di wilayah studi memiliki pola yang cenderung tetap. Mengingat analisis Markov membutuhkan data raster, maka keseluruhan data hasil interpretasi visual perlu dikonversi terlebih dahulu menjadi data raster. Data yang digunakan untuk memprediksi penggunaan lahan tahun 2013 adalah kombinasi data penggunaan lahan tahun 2000 dan tahun 2009.
Untuk mengetahui akurasi hasil pemodelan Markov terhadap kondisi aktual, penelitian ini menggunakan perhitungan akurasi dengan memanfaatkan citra Landsat-8 tahun 2013. Akurasi dihitung dari titik-titik validasi yang dibangun dengan metode gridding dengan jarak antar pengamatan 3 km. Akurasi keseluruhan ditetapkan dengan membandingkan jumlah nilai yang berhasil divalidasi dengan total titik validasi (75).
Gambar 5. Bagan alir analisis prediksi penggunaan lahan
Analisis Prioritas Pengendalian Perubahan Penggunaan Lahan berdasarkan Persepsi Pemangku Kepentingan
Analisis ini bermaksud untuk mengetahui kebijakan sistem pengendalian perubahan lahan di Kabupaten Klaten yang efektif sesuai dengan pendapat responden. Untuk mengetahui sistem pengendalian pemanfaatan lahan, penelitian ini memanfaatkan metode AHP (Analytic Hierarchy Process). Pengumpulan data dilakukan melalui wawancara kepada responden dengan menggunakan kuisioner. Berdasarkan penelitian Suryadi (2008) yang memenuhi syarat sebagai responden dalam penelitian ini adalah orang yang memiliki keahlian/menguasai topik yang diteliti secara akademik, orang yang memiliki kedudukan/jabatan dan ahli pada bidang yang diteliti dan orang yang memiliki pengalaman pada bidang yang diteliti. Jumlah dan rincian responden telah ditampilkan pada Tabel 1.
18
Prinsip kerja Analytic Hierarchy Process (AHP) adalah penyederhanaan suatu persoalan kompleks yang tidak terstruktur, stratejik, dan dinamik menjadi bagian-bagiannya serta menata persoalan tersebut dalam suatu hirarki. Secara grafis, persoalan keputusan AHP dapat dibangun seperti diagram bertingkat yang dimulai dengan goal/sasaran, dilanjutkan kriteria level pertama, sub kriteria dan yang terakhir alternatif (Marimin, 2004). Struktur hirarki pengendalian perubahan lahan dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Struktur hierarki pengendalian perubahan penggunaan lahan Kabupaten Klaten
Pada penentuan besar bobot masing masing kriteria, digunakan persamaan sebagai berikut:
W = ∑ a w ( = 1,2, …, )
Wi = aij wj (i,j=1,2,..,n)
Wi = rataan dari ai1 w1,...,ain wn dimana: Wi = Rataan dari ai1 w1,...,ain wn
wj = Bobot input dalam kolom
aij = Bobot elemen ke-i pada kolom ke-j n = Ordo matriks
Pengolahan data untuk menyusun prioritas elemen keputusan setiap hirarki dilakukan berdasarkan Saaty (1983) dalam Marimin (2010) yaitu :
a) Perkalian baris (z) dengan rumus:
Zi = ∏ a (i,j = 1,2,...,n)
b) Perhitungan vektor prioritas atau vektor eigen aij eVPi =
∏
∑ ∏ eVPI, adalah elemen vektor prioritas ke-i c) Perhitungan nilai eigen maksimum
19 VA = aij x VP dengan VA = (Vai)
VB =VA/VP dengan VB = (Vbi)
ᵡmax = ∑ untuk i = 1,2,...,n
VA=VB= Vektor antara d) Perhitungan indeks konsistensi (CI):
Perhitungan ini bertujuan untuk mengetahui konsistensi jawaban yang akan berpengaruh pada kesahihan hasil. Rumusnya sebagai berikut:
CI = αmax− n
n−1
Dalam mengetahui CI dengan besaran tertentu cukup baik atau tidak, perlu diketahui rasio yang dianggap baik, yaitu apabila CR= 0.1. Persamaan CR adalah
CR=
Nilai RI merupakan nilai random indeks yang dikeluarkan oleh Oakridge Laboratory berupa tabel sebagai berikut ini:
N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
RI 0.00 0.00 0.58 0.90 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45 1.49 1.51 1.48 1.56
e) Penggabungan pendapat responden
Apabila responden diperoleh lebih dari satu maka harus dilakukan penggabungan pendapat responden dengan melakukan perhitungan rata-rata geometrik:
XG= X
= Rata-rata geometrik n = Jumlah responden
Xi = Penilaian oleh responden ke-i
20
