Tempat dan Waktu
Penelitian lapangan dilaksanakan di lahan milik pada dua lokasi di desa Masarang Tondano yang mewakili pola tegakan murni, dan di Tareran yang mewakili pola tegakan kebun campuran. Kedua lokasi berada di Kabupaten Minahasa Sulawesi Utara. Jenis pohon yang dijadikan bahan penelitian adalah jenis pohon dominan yang di tanam oleh petani. Selanjutnya analisis biomassa dan kadar karbon dilakukan di Laboratorium Dasar Universitas Sam Ratulangi Manado. Sedangkan analisis tekstur tanah dan kandungan karbon tanah dilaksanakan di Laboratorium Kimia Tanah, Fakultas Pertanian, Universitas Sam Ratulangi Manado. Penelitian berlangsung dari bula n Mei 2005 – Agustus 2006.
Peubah yang Diamati
Peubah yang diamati dalam penelitian ini terdiri dari kelompok peubah vegetasi, serasah, dan peubah lingkungan.
Kelompok Peubah Vegetasi
Kelompok vegetasi yang diambil sebagai sampel adalah jenis pohon yang dominan di tanam di areal hutan rakyat seperti jenis pohon cempaka dan wasian (Elmerrillia ovalis dan Elmerrillia celebica), kemudian diukur dan diamati dengan kriteria sebagai berikut :
a. Pohon, yakni semua tumbuhan berkayu yang memiliki diameter setinggi dada >2 cm. Peubah vegetasi berupa pohon yang diamati terdiri dari :
(1) Nama jenis, jumlah individu, diameter, tinggi, basal dan luas tajuk
(2) Untuk pohon yang terpilih sebagai contoh uji untuk penduga biomassa dan kandungan karbon pohon, peubah yang diukur di lapangan adalah nama jenis, diameter, tinggi pohon, luas tajuk, dan berat basah berdasarkan bagian-bagian pohon (akar, batang, cabang, ranting, daun, buah dan kulit). Sedangkan di laboratorium peubah yang diukur adalah berat kering oven, berat jenis, kadar air dan kadar karbon berdasarkan bagian-bagiannya. b. Tumbuhan bawah, terdiri atas tumbuhan berkayu (diameter <2 cm) dan
Sedangkan di laboratorium yang diukur adalah berat kering oven dan kadar karbon. Pengukuran semua peubah tersebut diklasifikasikan berdasarkan bagian-bagiannya.
Kelompok Peubah Serasah dan Nekromassa
Peubah serasah diklasifikasikan menjadi serasah batang, cabang, ranting, dan jatuhan daun, dan kayu mati. Peubah serasah yang diukur di lapangan adalah berat basah dan yang diukur di laboratorium adalah berat kering oven.
Kelompok Peubah Akar
Peubah akar yang diukur adalah bagian akar pohon. Peubah akar pohon yang diukur di lapangan adalah berat basah, diameter, panjang, dan basal. Sedangkan yang diukur di laboratorium adalah berat kering oven, berat jenis, kadar air dan kadar karbon.
Kelompok Peubah Lingkungan (tanah)
Peubah lingkungan yang diamati adalah tekstur tanah, karbon tanah, pH tanah, kedalaman solum. Sedangkan curah hujan, jenis tanah, iklim, kelerengan, dan elevasi merupakan data sekunder dari stasiun klimatologi setempat.
Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam pendugaan biomassa pohon adalah: haga hypsometer, pita ukur, meteran, timbangan kasar, chainsaw, plastik ukuran: 0,25 kg, 0,5 kg, 1 kg dan 2 kg, parang, kompas, GPS, alat untuk memangkas daun (pruning saw), oven, dan kalkulator.
Alat dan bahan yang digunakan dalam pendugaan tekstur dan karbon tanah adalah: gelas piala 800 ml, penyaring berkefeld, ayakan 50 mikron, silinder 50 ml, pipet 20 ml, pinggan aluminium, dispenser 50 ml, gelas ukur 200 ml, stop watch,
oven berkipas, pemanas listrik, H2O2 30% dan 10%, HCl 2 N, larutan Na4P2O7 4%, botol kocok 100ml, asam sulfat pekat, kalium dikromat 1 N, dan larutan standar 5000 ppm C.
22
Alat dan bahan yang digunakan untuk menentukan faktor lingkungan yang mempengaruhi potensi karbon pada tegakan adalah hand refractometer, bor tanah, ring tanah, analisa karbon tanah, pipet dan hidrometer.
Alat dan bahan yang digunakan untuk analisis karbon adalah: cawan porselen, tanur, eksikator dan alat timbangan.
Prosedur Penelitian di Lapangan Analisis Vegetasi
Untuk mendapatkan gambaran lengkap pola karakteristik tegakan hutan rakyat, dibuat petak ukur berbentuk jalur dengan lebar 10 m dan panjang untuk setiap kelipatan jarak 10 m disetiap pemilikanlahan yang dipilih dilakukan secara sensus terhadap seluruh vegetasi yang ada atau sesuai kondisi lahan yang diambil secara purposive sampling. Sebanyak 30 petak ukur yang dibuat pada lahan yang dianggap mewakili sebaran diameter dan umur tegakan dominan pada hutan rakyat. Petak ukur dibuat tegak lurus dengan garis kountur dengan menggunakan kompas. Pengumpulan data dilakukan secara sensus data tegakan, nekromassa, tumbuhan bawah dan serasah. Untuk tanaman kayu-kayuan, tanaman buah-buahan dan tanaman perkebunan dicatat nama jenis nya.
Pengambilan Contoh Vegetasi
Pengambilan contoh vegetasi dilakukan dengan metode acak purposif
(sampling purposif) dengan menggunakan petak contoh berupa bujur sangkar
dengan dua ukuran. Bagian petak contoh yang besar berukuran 10 m x 10 m untuk vegetasi yang berupa pohon, dan bagian petak contoh yang kecil berukuran 2 m x 2 m untuk tumbuhan bawah yang diletakan secara nested sampling, yakni ditempatkan di dalam petak contoh untuk pohon, sesuai dengan prosedur JICA (Heryanto et al. 2002). Penempatan petak contoh di lapangan dilakukan secara
systematic sampling with random start dengan jarak antara petak contoh pohon
yang satu dengan yang berikutnya relatif sama. Petak contoh yang berukuran 2 m x 2 m untuk tumbuhan bawah juga akan digunakan sebagai petak contoh untuk serasah dan tanah. Sebanyak 30 pohon contoh di pilih kemudian di tebang. Desain plot penelitian dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3 Disain plot penelitian untuk analisis vegetasi berupa pohon (P1–P10;
10 m x 10 m) dan tumbuhan bawah (a dan b; 2 m x 2 m) Teknik Penarikan Contoh Vegetasi (Destruktif)
Penentuan jumlah pohon contoh dari jenis dominan yang ditebang dilakukan dengan metode acak berlapis berdasarkan kelas diameter pohon sebagai lapisan (stratum) sesuai dengan analisis vegetasi. Untuk menentukan jumlah pohon yang ditebang dalam setiap lapisan (kelas diameter) digunakan rumus :
Nh
nh = x n
N dimana : - nh = pohon contoh terpilih dalam lapisan ke-h
- Nh = jumlah pohon dalam lapisan ke-h - n = jumlah pohon contoh
- N = jumlah pohon dalam populasi
Pohon contoh yang terpilih kemudian ditebang, selanjutnya dipisahkan berdasarkan bagian-bagian pohon akar, batang, cabang, ranting, daun, bunga dan buah. Batang pohon dan cabang yang panjang akan dibuat beberapa sortimen dengan ukuran 100 – 200 cm. Setelah menjadi sortimen dilakukan pengukuran diameter pangkal, diameter ujung dan panjang segmen. Setelah itu dibersihkan dan ditimbang. Berat batang, cabang, dan ranting pada setiap sortimen dinyatakan sebagai berat biomassa batang, cabang, dan ranting. Demikian juga halnya dengan sampel daun setelah dipisahkan dari cabang dan ranting, kemudian dibersihkan, lalu ditimbang beratnya dan dinyatakan sebagai biomassa daun. Pengambilan sampel untuk cabang, ranting, daun, bunga dan buah secara komposit. Biomassa total setiap pohon adalah total biomassa setiap sortimen dari pohon tersebut. Setelah penimbangan, setiap bagian pohon diambil contohnya sebanyak 250 gram dan dimasukkan ke dalam paper bag dan diberi kode, untuk dianalisa di laboratorium. P 1 a b P 2 a b P 3 a b P 4 a b P 5 a b 10 m P 6 a b P 7 a b P 8 a b P 9 a b P 10 a b 10 m
24
Penentuan Tinggi dan Dbh pohon, Diameter dan Tinggi Tajuk, dan Basal Tinggi pohon ditentukan dengan menggunakan haga hypsometer, berdasarkan jarak terpendek antara suatu titik dengan titik proyeksinya pada bidang datar atau bidang horizontalnya. Tinggi yang diukur adalah tinggi total dan tinggi bebas cabang.
Diameter pohon merupakan panjang garis lurus yang menghubungkan dua titik pada garis lingkaran luar pohon dan melalui titik pusat penampang melintang suatu pohon. Diameter yang diukur adalah diameter setinggi dada yaitu diameter pada ketinggian sekitar 1,3 m. Selang kelas diameter yang digunakan adalah 5 cm. Diameter tajuk diukur dengan memproyeksikan tajuk pada permukaan tanah lalu diukur sisi panjang dan pendekmya melalui titik tengah batang pohon. Tinggi tajuk diukur dari permukaan tajuk sampai puncak tajuk dengan menggunakan alat spiegel.
Luas bidang dasar diukur dari penampang lintang batang pada dbh 1,3 m.
Pengambilan contoh tumbuhan bawah dan serasah
Semua tumbuhan bawah dan serasah di atas permukaan tanah yang terletak di dalam petak contoh ukuran 2 m x 2 m (Gambar 4.) akan diambil dan ditimbang berdasarkan bagian-bagiannya untuk mengetahui berat basahnya. Selanjutnya diambil contoh uji sebanyak 250 gram berdasarkan bagian masing- masing dari tumbuhan bawah dan serasah dan dimasukkan kedalam plastik dan diberi kode untuk dianalisa di laboratorium.
Pengambilan Contoh Akar
Pengambilan contoh akar dilakukan dengan menggali tanah pada pohon contoh terpilih dengan kedalaman (isi) untuk panjang, lebar dan tinggi (plt) adalah 1m3 untuk ukuran pohon kecil hingga 3m3 untuk pohon ukuran besar. Penentuan jarak 1 – 3 m untuk penggalian dilakukan dengan terlebih dahulu membuat kotak bujur sangkar dengan panjang sisinya sama dengan diameter pada bagian pangkal batas pohon untuk ditebang umumnya 30 cm diatas permukaan tanah. Akar yang diambil untuk di potong meliputi bagian akar tunjang sampai bagian ujung akar pada diameter = 2 cm. Pengukuran dilapangan meliputi berat basah dan basal.
Pengambilan Contoh Tanah
Pengambilan contoh tanah dilakukan dengan mengacu pada prosedur JICA tentang pengukuran karbon tanah (Siregar et al. 2002). Contoh tanah diambil pada masing- masing petak contoh 2 m x 2 m setelah tumbuhan bawah dan serasah diambil, dengan menggunakan ring tanah yang berukuran tinggi 5 cm dan volume 100 ml. Pengambilan contoh tanah diambil sebanyak 4 lubang pada setiap lapisan tanah dengan ketebalan 5 cm sampai kedalaman yang memungkinkan. Cara pengambilan tanah adalah sebagai berikut :
Kedalaman tanah (cm) 0 5 10 20 30
Gambar 4. Pengambilan contoh tanah pada beberapa lapisan kedalaman tanah
Prosedur Penelitian di Laboratorium
Penentuan karakteristik sifat dasar bagian pohon, tumbuhan bawah, serasah, dan akar.
Persiapan Contoh Uji. Contoh uji dari (a) pohon yang dikelo mpokkan berdasarkan bagian akar, batang, cabang, ranting, daun, buah dan kulit, (b) tumbuhan bawah (batang berkayu dan daun), (c) serasah (daun, kayu busuk), sebagaimana yang sudah diambil dilapangan. Selanjutnya dari sampel 250 gram dibuat contoh uji di laboratorium, menjadi potongan contoh uji dipotong menjadi dua bagian atau lebih, sampai berbentuk serpihan dengan tebal 1 mm. Setelah itu dimasukkan ke dalam amplop, dengan terlebih dahulu menimbang berat amplop.
26
Penentuan Biomassa pohon dan Tumbuhan Bawah
Setiap sampel bagian tanaman yang sudah ditimbang dikeringkan dalam oven dengan suhu 850C selama 48 jam dan kemudian ditimbang untuk mengetahui berat keringnya. Setelah diketahui berat kering sampel, maka dapat dihitung nilai total berat kering sampel, atau biomassa dari masing- masing bagian pohon yang diukur dengan persamaan :
xTFW SFW
SDW
TDW = (JICA, 2002) dimana :
TDW = Berat kering total (Kg) SDW = Berat kering contoh, (gram) SFW = Berat basah contoh, (gram) TFW = Berat basah total, (Kg)
Setelah diketahui nilai total berat kering atau biomassa bagian tanaman maka dapat diketahui nilai biomassa masing- masing pohon untuk biomassa tumbuhan bawah dilakukan perhitunga n dengan menjumlahkan nilai seluruh biomassa bagian pohon tersebut (SUMTDW), untuk mendapatkan total biomassa tumbuhan bawah.
Pengujian kerapatan kayu
Pengujian kerapatan kayu pohon terpilih, dilakukan dengan mengambil bagian sampel pada setiap bagian pohon (akar, batang dan cabang). Dari pengukuran dilapangan, timbang berat basah ambil sampel sebanyak 250 gram buat sebanyak 5 ulangan. Sampel dikeringkan dalam kondisi kering tanur (± 1030C). Perhitungan kerapatan kayu diperoleh dari :
Kerapatan kayu =
Volume tanur kering masa
(Haygreen dan Bowyer 1989). Nilai kerapatan kayu ini dibandingkan dengan kerapatan air (aquades) standar suhu 4 0C dan tekanan 1 gr/cm3 .
Berat jenis kayu =
aquades kerapatan
kayu kerapatan
Pengukuran Kadar Karbon
Penentuan zat terbang. Cawan porselen diisi contoh uji berupa serbuk, kemudian cawan ditutup rapat-rapat dengan penutupnya, lalu dimasukkan ke dalam tanur pada suhu 9500C dengan cara sebagai berikut: mula- mula cawan dimasukkan ke bagian depan pintu tanur dengan suhu 3000C selama 2 menit, kemudian dipindahkan pada sisi tanur dengan suhu 5000C selama 3 menit, dan terakhir cawan dipindahkan pada bagian dalam tanur dengan suhu 9500C selama 6 menit. Kemudian cawan berisi serbuk yang sudah dipanaskan dala m tanur tersebut kemudian di dinginkan dalam eksikator selama 1 jam dan di timbang. Kadar zat yang mudah menguap dinyatakan dalam persen berat dengan rumus :
Kadar zat terbang = *100% A
B -A
dimana A adalah berat kering tanur pada suhu 1050C, B adalah berat contoh uji dikurangi berat cawan dan sisa contoh uji pada suhu 9500C.
Penentuan kandungan abu. Serbuk contoh uji sebanyak 2 gram dimasukkan kedalam cawan porselen yang telah ditetapkan baretnya, kemudian dimasukkan kedalam tanur pada suhu mulai 00C sampai 6000C selama 6 jam. Kemudian cawan dikeluarkan dari tanur selanjutnya didinginkan dalam eksikator dan ditimbang sampai beratnya tetap. Besarnya kadar abu dihitung dengan rumus:
Kadar abu = *100% oven kering uji contoh Berat abu Berat
Penentuan kadar karbon. Penentuan kadar karbon terikat (fixed carbon) ditentukan berdasarkan rumus:
Kadar karbon terikat arang = 100% - kadar zat terbang – kadar abu.
Pengukuran kadar air
Pengukuran kadar air contoh uji dari beberapa bagian pohon dilakukan berdasarkan standar TAPPI T 268 OM 88 dengan tahapan sebagai berikut :
a. Sebelum pengujian dimulai, cawan aluminium yang akan digunakan dipanaskan terlebih dahulu di dala oven pada suhu 105 ± 3oC selama 1 jam. Setelah 1 jam, cawan aluminium didinginkan ke dalam eksikator, kemudian ditimbang untuk mengetahui berat cawan.
28
b. Selanjutnya contoh uji sebanyak 1 – 2 gram ditimbang (Bo), kemudian dimasukan ke dalam cawan yang telah diketahui beratnya. Cawan aluminium yang berisi contoh uji tersebut kemudian dimasukan ke dalam oven selama 3 jam pada suhu 105 ± 3oC.
c. Setelah 3 jam, cawan aluminium yang yang berisi contoh uji tersebut dikeluarkan dari oven, kemudian dimasukan ke dalam eksikator, selanjutnya ditimbang sebagai berat contoh uji dalam cawan aluminium. Contoh uji dalam cawan aluminium dikurangi berat cawan aluminium dan dinyatakan sebagai berat kering oven dari contoh uji (BKT).
Nilai kadar air dapat dihitung dengan menggunakan rumus : Bo - BKT
KA = x 100% BKT
Penentuan Tekstur Tanah
Bahan tana h dengan ukuran < 2 mm ditimbang sebanyak 10 gr, kemudian dimasukan ke dalam gelas piala 800 ml. Setelah itu 50 ml H2O2 10% diberikan ke sampel tanah tersebut dan dibiarkan selama semalam. Keesokan harinya ditambahkan 25 ml H2O2 30% ke dalam sampel tanah, kemudian dipanaskan sampai tidak berbusa. Selanjutnya sampel tersebut ditambahkan 180 ml air bebas ion dan 20 ml HCl 2 N. Setelah itu sampel dididihkan di atas pemanas listrik selama 10 menit. Setelah 10 menit sampel diangkat dan didinginkan, dan setelah agak dingin sampel diencerkan dengan air bebas ion sampai volumenya menjadi 700 ml. Setelah sampel dicuci dengan air bebas ion dengan menggunakan penyaring berkelfeld atau dienaptuangkan sampai bebas asam. Kemudian tambahkan 100 ml larutan peptisator Na4P2O7 4% ke dalam sampel tanah tersebut.
Pemisahan pasir dengan cara : suspensi tanah yang telah diberi peptisator
diayak dengan ayakan 50 mikro. Dalam pengayakan tersebut, contoh uji dicuci dengan air bebas ion. Selanjutnya filtrat tersebut ditampung dengan menggunakan alat silinder 500 ml yang digunakan untuk memisahkan debu dan liat. Butiran yang tertahan ayakan di pindahkan ke dalam pinggan aluminium yang telah diketahui bobotnya dengan menggunakan air bebas ion yang telah dimasukan ke dalam botol semprot. Kemudian filtrat dikeringkan (hingga bebas air) dalam oven
pada suhu 105oC, dan didinginkan dalam eksikator, setelah itu sampel pasir tersebut ditimbang dan dinyatakan sebagai bobot pasir = a gram.
Pemisahan debu dan liat dilakukan dengan cara : setelah filtrat dalam silinder menjadi 500 ml, filtrat tersebut diaduk selama 1 menit, kemudian filtrat dipipet sebanyak 20 ml dan dimasukan ke dalam pinggan aluminium. Selanjutnya filtrat dikeringkan pada suhu 105oC selama 1 malam. Setelah 1 malam, filtrat didinginkan dalam eksikator dan ditimbang yang dinyatakan sebagai berat debu + liat + peptisator = b gram. Untuk melakukan pemisahan liat, filtrat diaduk lagi selama 1 menit lalu dibiarkan pada suhu kamar selama 3 jam 30 menit. Selanjutnya pada kedalaman 5,2 cm dari permukaan cairan, suspensi liat dipipet sebanyak 20 ml dan dimasukan ke dalam pinggan aluminium. Suspensi liat dikeringkan dalam oven pada suhu 105oC, dan didinginkan dalam eksikator, selanjutnya ditimbang sebagai berat liat + peptisator = c gram.
Persen pasir, debu, dan liat dari sampel tanah tersebut dapat dihitung dengan menggunakan rumus :
Fraksi pasir = a gram
Fraksi debu = 25 (b – c) gram Fraksi liat = 25 (c – 0,0048) Jumlah fraksi = a + 25 (b – 0,0048) a % Pasir = x 100% a + 25 (b – 0,0048) 25 (b – c) % Debu = x 100% a + 25 (b – 0,0048) 25 (c – 0,0048) % Liat = x 100% a + 25 (b – 0,0048)
Penentuan karbon organik tanah
Contoh tanah ukuran < 0,5 ml ditimbang sebanyak 0,5 gram, kemudian dimasukan ke labu ukur 100 ml. Setelah itu ditambahkan 5 ml K2Cr2O7 1 N, kemudian dikocok. Selanj utnya ditambahkan 7,5 ml H2SO4 pekat, kemudian dikocok dan selanjutnya didiamkan selama 30 menit. Setelah didiamkan contoh
30
tanah tersebut diencerkan dengan air bebas ion dan dibiarkan dingin, selanj utnya contoh sampel diimpitkan. Setelah 1 hari, sampel diukur tingkat absorbansi larutan jernih dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 561 nm. Untuk pembanding pengukuran, maka dibuat standar 0 dan 250 ppm, dengan memipet 0 dan 5 ml larutan standar 500 ppm ke dalam labu ukur 100 ml dengan perlakuan yang sama dengan pengerjaan contoh. Untuk menghitung persen karbon organik dilakukan dengan menggunakan rumus :
Absorbansi contoh – Absorbansi blangko
Kadar C Organik (%) = x 250 ppm standar x 0,02 x FK Absorbansi standar
Pengolahan dan Analisis Data Komposisi jenis
Vegetasi yang berupa pohon (diameter > 2 cm) diklasifikasikan berdasarkan tingkat pertumbuhannya, yaitu (a) pancang yaitu permudaan yang memiliki diameter mulai dari 2 cm sampai kurang dari 10 cm, (b) tiang yaitu permudaan yang memiliki diameter mulai dari 10 cm sampai kurang dari 20 cm, dan (c) pohon yaitu pohon yang telah memiliki diameter 20 cm atau lebih.
Untuk mempelajari komposisi jenis dan struktur vegetasi dilakukan dengan analisis vegetasi. Penentuan komposisi jenis pohon dominan menggunakan metode indeks nilai penting (INP) dengan melihat nilai frekuansi relatif dan kerapatan relatif yang dihitung dengan menggunakan rumus :
Σ sub-petak ditemukan suatu species
• Frekuensi suatu species (F) =
Σ seluruh sub-petak contoh Frekuensi suatu species
• Frekuensi relatif suatu species (FR) = x 100% Frekuensi seluruh species
Jumlah individu suatu species
• Kerapatan suatu species (K) =
Luas petak contoh Kerapatan suatu species
• Kerapa tan relatif suatu species (KR) = x 100% Kerapatan seluruh species
Model Penduga Biomassa Pohon
Pendekatan model penduga biomassa pohon terpilih di hutan rakyat dilakukan dengan beberapa pendekatan: (1) pendekatan persamaan alometrik, seperti pada Gambar 5. Model hubungan ini dibangun antara biomassa pohon (Y) dengan dimensi pohon X1 = diameter dan X2 = tinggi pohon, dengan menggambarkan biomassa sebagai fungsi dari diameter dan tinggi pohon. Dimana dimensi pohon (dbh dan tinggi) mampu menjelaskan keragaman biomassa. Diagram alir ini juga digunakan untuk membangun model penduga kandungan karbon pohon.
tidak
ya
Gambar 5. Diagram alir pembuatan model biomassa dan karbon pohon Mulai
Berat batang, cabang, ranting, daun, buah, akar dan kulit
1. Biomassa berdasarkan bagian pohon 2. Biomasa berdasarkan tingkat pertumbuhan
Pemodelan Biomassa Biomassa = f (dimensi pohon) Biomassa = f (diameter dan tinggi)
Pilih persamaan terbaik dengan R2, Ra2, dan S2
Selesai
32
Model Hubungan Kandungan Karbon Pohon dengan Biomassa Pohon
Model hubunga n antara kandungan karbon dengan biomassa dibuat hanya untuk pohon. Model hubungan antara karbon dengan biomassa didasarkan pada adanya hubungan fungsional, dimana karbon merupakan fungsi dari biomassa, ditulis sebagai: karbon = f (biomassa). Fungsi hubungan ini dibangun melalui persamaan regresi sederhana. Dari model hubungan yang dibangun akan diketahui tingkat keeratan antara kandungan karbon dengan biomassa. Pembuatan model dilakukan seperti dalam diagram alir pada Gambar 6.
tidak
ya
Gambar 6. Diagram alir pembuatan model karbon pohon Mulai
Berat batang, cabang, ranting, daun, buah, akar dan kulit
1. Karbon berdasarkan bagian pohon
2. Karbon berdasarkan tingkat pertumbuhan
Pemodelan Biomassa Biomassa = f (dimensi pohon) Karbon = f (diameter dan tinggi)
Pilih persamaan terbaik dengan R2, Ra2, dan S2
Selesai
Model karbon terpilih Proses penentuan kadar karbon
Model Hubungan antara Kandungan Karbon Pohon dengan Peubah Dimensi Pohon dan Lingkungan pada Tegakan Hutan Rakyat
Pendekatan model ini dikembangkan dari model regresi berganda :
p pX X
y =β0 +β1 1 +...+ β
^
dimana : y^ = Dugaan serapan karbon tegakan (tonC/ha); X1 = Umur rata-rata tegakan (tahun); X2 = Diameter rata-rata (cm); X3 = Kerapatan tegakan diameter tertentu (pohon/ha); X4 = Luas bidang dasar tegakan (m2/ha); X5 = Tinggi rata-rata tegakan (m); X6 ... Xp = Peubah lingkungan;β1...βp = Parameter regresi.
Untuk membangun model hubungan antara karbon pohon dan kandungan karbon tanah, terlebih dahulu dihitung nilai koefisien korelasinya (r) yang menunjukan tingkat keeratan hubunga n antara kedua peubah tersebut. Koefisien korelasi antara dua peubah dihitung dengan rumus :
Sxy r =
√ S2xS2y
n
Σ
(Xi – X) (yi – y )Sxy = i-1 = kovarian antara X dan Y n - 1
n n
Σ
(Xi – X)2Σ
(yi – y )2S2x = i-1 = ragam X ; S2y = i-1 = ragam Y
n – 1 n - 1
Nilai r berkisar antara ( -1 < r < 1), dimana nilai r yang mendekati –1 dan 1 menunjukan semakin erat hubungan linear antara kedua peubah. Sedangkan nilai r
yang mendekati nol menggambarkan hubungan antara kedua peubah tersebut tidak linear.
Pemilihan Model
Adapun model yang terpilih didasarkan pada beberapa kriteria, yaitu : 1. Kesesuaian terhadap fenomena
2. Sifat keterandalan model (data reability) yang didasarkan pada a. Koefisien determinasi (R2)
34
Koefisien determinasi adala h perbandingan antara jumlah kuadrat regresi (JKR) dengan jumlah kuadrat total (JKT), dengan rumus :
R2 = (JKR / JKT) x 100%
Adapun kriteria keterandalan model berdasarkan nilai R2 adalah jika nilai R2 mendekati 100%, maka model makin terandalkan, dan jika R2 mendekati 0%, maka model makin tidak terandalkan dalam menjelaskan hubungan antara biomassa dan dimensi pohon.
b. Varian (S2)
Varian diukur berdasarkan tingkat keragaman data dengan rumus sebagai berikut :
Σ
(Xi2– (Σx
i)2Sxy = n – 1
Model yang terpilih adalah model yang memiliki nilai varian terkecil dibandingkan model- model yang lainnya.
c. Koefisien determinasi terkoreksi (R2a)
Koefisien determinasi yang terkoreksi adalah adalah koefisien determinasi yang sudah dikoreksi oleh derajat bebas dari jumlah kuadrat sisa (JKS) dan jumlah kuadrat total (JKT), dengan rumus sebagai berikut :
JKS/(n – p) n - 1
R2a = 1 - = 1 – (1 - R2 ) JKT/(n – 1) n - p
Dimana p adalah banyaknya peubah dalam regresi (termasuk ßo) dan n adalah banyaknya objek (kasus) yang dianalisis. Kriteria uji R2a adalah sama dengan kriteria uji untuk R2.
Uji Keabsahan Model
Uji keabsahan model (model validation) bertujuan untuk melihat kemampuan model dalam menduga sekelompok data baru (yang tidak diikutsertakan dalam pembentukan modelnya.
Prosedur yang dipakai dalam penelitian ini adalah prosedur keabsahan prosedur Jacknife yang dikembangkan oleh Quenouille & Tukey pada tahun 1950. (Efron, 1979), dalam Suhendang (1985) dengan langkah-langkah pengujian sebagai berikut :
§ Hilangkan kasusu pertama dari data set untuk pendugaan model
§ Tentukan penduga model berdasarkan (n-1) data sisanya
§ Tentukan penduga dari peubah tak bebas kasus pertama berdasarkan penduga model yang diperoleh dari langkah kedua