TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Karbondioksida
Karbondioksida adalah zat asam arang CO2, gas tidak berwarna, tidak beracun dan berbau merangsang terdapat 0,03% di atmosfer, mineral dan sumber alam. Di udara terbuka, karbondioksida dalam bentuk cair akan segera mengembun menjadi salju asam karbon dan merupakan bahan pemadam api yang baik. Karbondioksida dapat digunakan sebagai bahan pendingin, bahan pemadam kebakaran dan penyegar minuman.
Karbon adalah bahan penyusun dasar semua senyawa organik. Pergerakannya dalam suatu ekosistem berbarengan dengan pergerakan energi melalui zat kimia lain, karbohidrat dihasilkan selama fotosintesis dan respirasi seluler menyediakan suatu hubungan antara lingkungan atmosfer dan lingkungan terestrial. Tumbuhan mendapatkan karbon, dalam bentuk CO2 dari atmosfer melalui stomata daunnya dan menggabungkannya ke dalam bahan organic biomassanya sendiri melalui proses fotosintesis. Sejumlah bahan organik tersebut kemudian menjadi sumber karbon bagi konsumen.
Dalam biologi, karbondioksida berperan sebagai hasil akhir dari organisme yang mendapatkan energi dari penguraian gula, lemak dan asam amino dengan oksigen sebagai bagian dari metabolisme dalam proses yang dikenal sebagai respirasi sel. Proses Metabolisme ini meliputi tumbuhan, hewan, sebagian besar jamur dan beberapa bakteri. Pada hewan tingkat tinggi, karbondioksida mengalir di darah dari jaringan tubuh ke paru-paru untuk dikeluarkan dan pada tumbuh-tumbuhan, karbondioksida diserap dari atmosfer sewaktu fotosintesis.
2.2 Biomassa
2.2.1 Pengertian Biomassa
Biomassa adalah bahan organik yang dihasilkan melalui proses fotosintesis, baik berupa produk maupun buangan, contoh biomassa antara lain tanaman, pepohonan, rumput, ubi, limbah pertanian dan limbah hutan. Biomassa selain digunakan untuk tujuan primer seperti serat, bahan pangan pakan ternak, minyak nabati, bahan bangunan juga dapat digunakan sebagai bahan energi (bahan bakar). Pada umumnya biomassa yang digunakan untuk bahan bakar adalah biomassa yang bernilai ekonomis rendah atau merupakan limbah dari produk primernya. Biomassa dalam bentuk kayu bakar dan limbah pertanian merupakan sumber energi tertua. Hingga sekarang biomassa sebagai sumber energi masih cukup berperan terutama untuk negara-negara berkembang.
Menurut Whitten et al. (1984) biomassa hutan adalah jumlah total bobot kering semua bagian tumbuhan hidup, baik untuk seluruh atau sebagian tubuh organism, produksi atau komunitas dan dinyatakan dalam berat kering per satuan luas (ton/ha). Sedangkan menurut Chapman (1976) biomassa adalah berat bahan organik suatu organisme per satuan unit area pada suatu saat, berat bahan organik umumnya dinyatakan dengan satuan berat kering (dry weight) atau kadang-kadang dalam berat kering bebas abu (ash free dry weight).
Biomassa hutan merupakan total materi yang ada di bawah dan atas permukaan tanah dari komponen-komponen hayati meliputi pohon serta semak dan non hayati yang ada dalam ekosistem hutan, seringkali biomassa didefinisikan sebagai “jumlah total dari komponen-komponen organik dalam pohon-pohonan di atas tanah, yang biasanya dinyatakan dalam berat kering atau ton per satuan luas” (Brown 1997).
Menurut Kusmana (1993) biomassa dapat dibedakan dalam dua kategori yaitu biomassa tumbuhan diatas permukaan tanah (above ground biomass) adalah berat bahan unsur organik per unit luas pada waktu tertentu yang dihubungkan ke suatu fungsi sistem produksi, umur, tegakkan hutan dan distribusi organik dan biomassa di bawah permukaan tanah (below ground biomass).
7
Biomassa atas permukaan adalah semua material hidup di atas permukaan. Bagian yang termasuk dari biomassa atas permukaan ini adalah batang, tunggul, cabang, kulit kayu, biji dan daun vegetasi baik strata pohon maupun dari strata tumbuhan bawah di lantai hutan. Biomassa bawah permukaan adalah semua biomassa dari akar tumbuhan yang hidup. Pengertian akar ini berlaku hingga ukuran diameter tertentu yang ditetapkan. Hal ini dilakukan karena akar tumbuhna dengan diameter yang lebih kecil dari ketentuan cenderung sulit untuk dibedakan dengan bahan organik tanah dan serasah (Sutaryo 2009).
2.2.2 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Biomassa
Faktor iklim seperti suhu dan curah hujan merupakan faktor yang mempengaruhi laju peningkatan karbon biomassa pohon (Kusmana 1993). Selain curah hujan dan suhu yang mempengaruhi besarnya biomassa yang dihasilkan adalah umur dan kerapatan tegakan, komposisi dan struktur tegakan serta kualitas tempat tumbuh (Satoo dan Madgwick 1982). Biomassa tegakan hutan dipengaruhi oleh umur tegakan hutan, sejarah perkembangan vegetasi, komposisi dan struktur tegakan (Lugo dan Snedaker 1974).
Semakin tinggi suhu akan menyebabkan kelembaban udara relatif semakin berkurang. Kelembaban udara relatif bisa mempengaruhi laju fotosintesis. Hal ini disebabkan udara yang relatif tinggi akan memiliki tekanan udara uap air pasial CO2 sehingga memudahkan uap air berdifusi melalui stomata. Akibat selanjutnya laju fotosintesis akan menurun (Siringo & Ginting 1997 dalam Ojo 2003).
2.2.3 Pengukuran dan Pendugaan Biomassa
Pengukuran biomassa vegetasi dapat memberikan informasi mengenai nutrisi dan persediaan karbon dalam vegetasi secara keseluruhan atau jumlah bagian-bagian tertentu seperti kayu yang sudah ditebang. Biomassa vegetasi pohon tidak mudah diukur khususnya hutan campuran dan tegakan tidak seumur. Pengumpulan data biomassa dapat dikelompokkan dengan cara dekstruktif dan non destruktif tergantung
jenis parameter vegetasi yang diukur seperti yang tercantum pada Tabel 1 (Hairiah et al. 2001).
Tabel 1 Parameter-parameter biomassa diatas tanah dan metode pendugaan simpanan biomassa
Parameter Metode
Tumbuhan bawah Pemanenan/destruktif
Serasah : 1. Serasah kasar 2. Serasah halus
Pemanenan/destruktif
Pohon Hidup Non-destruktif, persamaan allometrik
Pohon mati berdiri (nekromassa) Non-destruktif, persamaan allometrik (yang bercabang) atau silinder (yang tidak bercabang)
Pohon mati roboh (nekromassa) Non-destruktif, persamaan silinder (atau allometrik untuk yang bercabang)
Tunggak pohon (nekromassa) Non-destruktif, persamaan silinder
Pendugaan biomassa hutan diperlukan untuk mengetahui perubahan cadangan karbon untuk tujuan lain. Pendugaan biomassa diatas permukaan tanah sangat penting untuk mengkaji cadangan karbon dan efek dan deforestasi dan penyimpanan karbon dalam keseimbangan karbon secara global (Ketterings et al. 2001).
Menurut Brown (1997) ada dua pendekatan untuk menduga biomassa dari pohon yaitu pendekatan yang pertama berdasarkan pendugaan volume kulit sampai batang bebas cabang yang kemudian dirubah menjadi jumlah biomassa (ton/ha) sedangkan pendekatan yang kedua secara langsung dengan menggunakan persamaan regresi biomassa.
Pendekatan pertama menurut Brown (1997) menggunakan persamaan dibawah ini :
Biomassa diatas tanah (ton/ha) : VOB x WD x BEF
Dimana, VOB : Volume batang bebas cabang dengan kulit (m3/ha) WB : Kerapatan kayu
9
Pendekatan yang kedua dengan menggunakan persamaan regresi biomassa yang didasarkan pada diametr batang pohon. Dasar dari persamaan regresi ini adalah hanya mendekati biomassa rata-rata per pohon menurut sebaran diameter, menggabungkan sejumlah pohon pada setiap kelas diameter dan menjumlahkan total seluruh pohon untuk seluruh kelas diameter.
Pengukuran biomassa vegetasi dapat memberikan informasi tentang nutrisi dan persediaan karbon dalam vegetasi secara keseluruhan atau jumlah bagian-bagian tertentu seperti kayu yang sudah ditebang.
Chapman (1976) mengelompokkan metode pendugaan biomassa diatas tanah ke dalam dua kelompok besar, yaitu :
1. Metode destruktif (permanenan)
a. Metode permanenan individu tanaman, metode ini digunakan pada tingkat kerapatan individu tumbuhan cukup rendah dan komunitas tumbuhan dengan jenis sedikit.
b. Metode permanenan kuadrat, metode ini mengharuskan memanen semua individu pohon dalam suatu unit cintoh dan menimbangnya.
c. Metode permanenan individu pohon yang mempunyai luas bidang dasar rata- rata, metode ini biasanya diterapkan pada tegakan yang memiliki ukuran seragam.
2. Metode non destruktif (tidak langsung)
a. Metode hubungan allometrik, persamaan allometrik dibuat dengan mencari korelasi yang paling baik antara dimensi pohon dengan biomassanya. Pembuatan persamaan tersebut dengan cara menebang pohon yang mewakili sebaran kelas diameter dan ditimbang.
b. Crop meter, penduga biomassa metode ini dengan cara menggunakan seperangkat peralatan elektronika listrik yang kedua kutubnya diletakkan diatas permukaan tanag pada jarak tertentu.
Pendugaan biomassa hutan dibutuhkan untuk mengetahui perubahan cadangan karbon untuk tujuan lain. Pendugaan biomassa diatas permukaan tanah sangat penting untuk mengkaji cadangan karbon dan efek dari deforestasi dan
penyimpanan karbon dalam keseimbangan karbon secara global (Ketterings et al. 2001).
Menurut Rahayu et al. (2004) peningkatan penyerapan cadangan karbon dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut :
1. Meningkatkan pertumbuhan biomassa hutan secara alami.
2. Menambah cadangan kayu pada ahutan yang ada dengan penanaman pohon atau mengurangi pemanenan kayu.
3. Mengembangkan hutan dengan jenis pohon yang cepat tumbuh.
Karbon yang diserap oleh tanaman disimpan dalam bentuk biomassa kayu sehingga cara yang paling mudah untuk meningkatkan cadangan karbon adalah dengan menanam dan memelihara pohon.