Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di PT Toba Pulp Lestari (TPL) Tbk. di Sektor Aek Nauli Kabupaten Simalungun Sumatera Utara dan di Laboratorium
Teknologi Hasil Hutan Departemen Kehutanan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara pada bulan Maret sampai dengan bulan Mei 2011.
Bahan dan Alat Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah bagian batang, cabang, daun dan pucuk yang diperoleh dari tegakan Eukaliptus (Eucalyptus hybrid) dengan umur tanaman 1-3 tahun sebagai objek yang diamati.
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah Geografis Position
System (GPS), pita ukur, tali rafia, tongkat kayu / bambu, phiband, haga hypsometer, kompas, parang, kalkulator, kamera digital, alat tulis,
timbangan, oven, kantong plastik.
Metode Penelitian
Model penelitian menggunakan deskripsi kuantitatif dan deskripsi kualitatif. Metode deskripsi kuantitatif dilakukan dalam tiga tahap penelitian yaitu: Penelitian lapangan, penelitian pustaka, laboratorium dan analisis data. Sedangkan metode deskripsi kualitatif adalah penjelasan untuk data-data yang bersifat kualitatif.
A. Jenis Data
Data-data yang dikumpulkan adalah data primer dan data sekunder. Data primer yaitu data yang pengambilannya dilakukan langsung di lapangan yaitu berupa data diameter tegakan Eukaliptus, tinggi total tegakan Eukaliptus dan tinggi bebas cabang tegakan Eukaliptus. Data sekunder merupakan data letak geografis penelitian, tipe iklim dan peta lokasi penelitian. Pada Penelitian ini metode pengambilan data dilakukan metode pemanenan (destructive sampling). B. Penentuan petak ukur
Setiap kelas umur Eukaliptus petak ukur dengan pembagian umur 1 tahun, 2 tahun dan 3 tahun dimana setiap petak ukur memiliki ukuran
masing-masing 20 m × 30 m dengan jarak antar petak ukur adalah 10 m × 10 m (JICA, 2002). Penempatan lokasi petak ukur dilakukan secara Purposive
sampling. Data yang diambil adalah data diameter, data tinggi bebas cabang dan tinggi pohon total.
Petak Ukur I
Petak Ukur II
Petak Ukur III
Gambar 1. Petak pengukuran biomassa
Keterangan : Petak ukur I – VII = Petak ukur dengan selang umur 1 – 3 tahun 10 m 30 m 20 m 10 m 10 m 30 m 20 m 10 m 10 m 30 m 20 m 10 m
C. Pemanenan Biomassa
Kegiatan pemanenan biomassa diawali dengan mengambil data-data yang dibutuhkan dalam pembuatan model biomassa pada lokasi penelitian. Data yang diambil pada pohon yaitu data diameter, tinggi dan luas penutupan tajuk masing-masing individu pohon. Pengambilan data-data tersebut dilakukan secara menyeluruh (sensus) pada setiap petak ukur agar kita dapat menentukan pohon contoh yang akan dipilih untuk mewakili pengukuran biomassa.
Pengambilan contoh pohon Eukaliptus yang akan dipanen dilakukan setelah semua data pohon Eukaliptus diperoleh. Sampel pohon diambil sebanyak 3 pohon contoh untuk setiap pembagian kelas umur, dengan ukuran diameter yang besar dan kecil harus mencakup di dalam contoh. Pengambilan lokasi contoh pohon harus dilakukan secara merata dan menyebar apabila memungkinkan.
Pohon-pohon contoh yang terpilih selanjutnya ditebang kemudian diukur diameter pohon rebah tersebut pada ukuran 0 m, 0.3 m, 1.3 m, 3.3 m, 5.3 m, 7.3 m dan 9.3 m dan dimasukkan ke dalam tally sheet dan dilakukan pemisahan bagian-bagian pohon meliputi batang, cabang dan daun. Selanjutnya dilakukan pemisahan daun dan pucuk pada cabang. Batang, cabang dan daun Eukaliptus yang telah dipisahkan diletakkan dalam karung besar. Berat dari setiap contoh diukur menggunakan timbangan kemudian data dimasukkan ke dalam tally sheet. Pada bagian batang dikumpulkan data panjang dan berat basah perseksi, sedangkan pada bagian cabang, daun dan pucuk dikumpulkan data berat basah. Bagan alur kegiatan penelitian ini adalah :
Gambar 2. Diagram alir kegiatan penelitian Penentuan Pohon Contoh Pembagian Batang Pohon Pengukuran Biomassa Permodelan Biomassa Pengujian model Model biomassa terpilih Rekomendasi Pendugaan Simpanan Karbon Memenuhi Kriteria
Model Yang Baik
Model yang Dihasilkan Tidak Baik Diameter dan Panjang
D. Karakteristik pohon contoh 1. Kadar air
• Contoh kayu uji yang memiliki bentuk kubus dengan ukuran (2 × 2 × 2) cm sebanyak 3 kali ulangan pada setiap pangkal, tengah dan ujung batang digunakan untuk pengujian persentase kadar air. Ketiga contoh kayu uji ditimbang guna mengetahui berat basahnya. Kemudian dioven pada suhu 103 °C ± 2 °C untuk mengetahui berat keringnya.
• Dihitung persentase kadar air dari kayu dengan menggunakan rumus :
Dimana :
% KA = Persentase kadar air (%)
BKT = Berat kering tanur contoh uji (gr) BB = Berat basah contoh uji (gr) 2. Kerapatan batang pohon contoh
Kerapatan contoh uji kayu perlu diketahui untuk melakukan perhitungan biomassa bagian batang melalui pendekatan kerapatan kayu dengan rumus sebagai berikut (Haygreen dan Bowyer, 1996).
Rumus untuk penghitungan kerapatan pohon contoh adalah : Dimana :
P = Kerapatan contoh uji kayu (kg/m3 V = Volume kering udara kayu uji (m3) M = Massa kering tanur contoh uji kayu (kg)
E. Hubungan Tinggi Total dan Diameter Tegakan
Walpole (1988) dalam Fernando (2009) menyebutkan Koefisien korelasi contoh (R) merupakan sebuah nilai yang dihitung dari jumlah pengamatan contoh. Contoh acak berukuran n yang lain tetapi diambil dari populasi yang sama biasanya akan menghasilkan nilai r yang berbeda pula. Dengan demikian kita dapat memandang r sebagai suatu nilai dugaan bagi koefisien korelasi linier yang sesungguhnya yang berlaku bagi seluruh populasi (ρ). Bila r dekat dengan 0, maka kita cenderung menyimpulkan bahwa ρ = 0. akan tetapi suatu nilai contoh r
yang mendekati + 1 atau – 1 menyarankan kepada kita untuk menyimpulkan bahwa ρ ≠ 0.
Sukri (2006) dalam Fernando (2009) menuliskan bahwa nilai koefisien korelasi contoh (R) merupakan penduga tak bias dari koefisien korelasi populasi (ρ). Nilai R berkisar antara -1 hingga +1. Jika nilai R = -1 menunjukkan hubungan antara diameter dan tinggi tanaman merupakan korelasi negatif sempurna. Jika nilai R = +1 menunjukkan hubungan antara diameter dan tinggi tanaman merupakan korelasi positif sempurna. Jika nilai R mendekati -1 atau +1, menunjukkan hubungan antara diameter dan tinggi tanaman kuat dan terdapat hubungan korelasi yang tinggi di antara keduanya. Jika nilai R mendekati 0 menunjukkan bahwa sedikit/tidak ada hubungan linier yang terjadi bersama-sama. Keadaan ini hanya menunjukkan tidak ada suatu hubungan yang baik tetapi mungkin saja ada suatu hubungan non-linier yang kuat.
Koefisien determinasi (R²) menyatakan tingkat hubungan antara diameter dan tinggi. Jika koefisien determinasi sebesar 50 % atau nilai kofisien korelasi populasi (ρ) 0,7071 berarti sekitar 50 % variasi diameter dapat diterangkan oleh
variasi tinggi dalam populasi sedangkan 50% diterangkan oleh faktor lainnya atau galat. Nilai koefisien korelasi contoh (R) merupakan peubah acak yang dapat ditentukan oleh nilai-nilai pengamatan contoh. Jika ρ = 0, maka peubah acak R akan menyebar secara normal sedangkan jika ρ ≠ 0, maka sebaran R tersebut sulit untuk dirumuskan.
F. Biomassa batang
1. Pembangunan model biomassa
Pembangunan model biomassa dengan menggunakan pendekatan kerapatan kayu didasarkan pada bentuk model persamaan yang telah diteliti sebelumnya dengan persamaan sebagai berikut :
Satu Peubah: Y = a.x + b Y = a.x2 + b.x + c Y = a + b log (x) Dua Peubah: Y = a.bx1.x2c Y = a + b log (x1) + c. x2 Tiga Peubah: Y = a.x1 + b.x2 + c.x3 keterangan:
a,b,c = koefisien x1 = diameter pohon (m) x2= tinggi total pohon (m) x3= luas tajuk (m²)
Perhitungan biomassa bagian-bagian pohon berdasarkan data kadar air sebagai berikut (Haygreen dan Bowyer, 1996) :
Keterangan :
BKT= Berat Kering Total (gr) BB= Berat Basah (gr) KA= Kadar Air (%) Biomassa hutan dapat digunakan untuk menduga kandungan karbon dalam vegetasi hutan karena 50% biomassa tersusun dari karbon. Pada tanaman Eukaliptus kandungan karbon rata-rata adalah sebesar 44,92% (45%) dengan kisaran 36,72-54,015 dari biomassa (Onrizal et al., 2004). Menurut Onrizal et al. (2004), kandungan karbon tanaman dapat diduga dengan rumus:
Y = W x 0,45 Keterangan :
Y = Kandungan karbon di atas permukaan tanah (ton/ha) W = Total biomassa per hektar (ton/ha)
Hasil perhitungan karbon dapat digunakan untuk menaksir kemampuan tanaman Eucalyptus hybrid untuk menyerap senyawa karbondioksida (CO2). Menurut Bismark et al. (2008) serapan CO2 dapat dihitung dengan menggunakan rumus :
2. Uji Keterandalan model biomassa
Uji ini melihat kriteria untuk menentukan model terbaik dalam pendugaan model alometrik meliput i :
a. Koefisien korelasi (R) dan koefisien determinasi (R²). Model yang terbaik adalah model yang memiliki nilai R mendekati 100 % karena model dapat menjelaskan hubungan antar dimensi pohon dengan biomassa. Sedangkan untuk koefisien determinasi model yang terbaik adalah mendekati 100% (Supranto, 2008).
b. Simpangan agregatif (AgD) dan simpangan rata-rata (AvD)
Penentuan persamaan yang terbaik dapat dilakukan perhitungan besar persen simpangan agregatif (aggregate difference) dan simpangan
rata-rata (average of percentage deviation). Berdasarkan kriteria Spurr (1952) suatu model dikatakan akurat apabila nilai AvD kurang
dari 10% dan AgD tidak lebih dari 1% dan tidak kurang dari -1%. simpangan agregatif dan simpangan rata-rata dapat dihitung dengan menggunakan rumus :
Keterangan :
Va = Volume pohon aktual
Vt = Volume pohon taksiran (dugaan) N = Jumlah pohon contoh