3.3 Tahapan Penelitian
3.3.2 Pengolahan dan analisis data
Analisis data digunakan untuk mengetahui apakah luasan RTH yang terdapat di Kabupaten Kudus saat ini telah memenuhi standar optimum terutama berdasarkan Peraturan Perundangan yang berlaku dan kemampuan RTH dalam menyerap CO2 yang dihasilkan dari pembakaran BBM (bensin, solar atau Industrial Fuel Oil (IFO), minyak tanah dan pelumas) serta bahan bakar gas berupa LGP dan batu bara, ternak dan areal persawahan.
17
1) Penentuan luasan RTH berdasarkan UU No. 26 tahun 2007
Analisis kebutuhan luas RTH dilakukan berdasarkan Undang-Undang Nomor 26 Tahun 2007 tentang Penataan Ruang pasal 29 ayat 2 menetapkan proporsi RTH pada wilayah kota paling sedikit 30 persen dari luas wilayah kota dan ayat 3 menetapkan proporsi RTH publik pada wilayah kota paling sedikit 20 persen dari luas wilayah kota.
2) Perhitungan untuk memperkirakan emisi CO2 yang dikeluarkan oleh sumber emisi
Metode yang digunakan untuk memperkirakan total emisi CO2 yang terdapat di Kabupaten Kudus adalah metode yang dikeluarkan oleh IPCC tahun 1996. Sumber emisi yang diperhitungkan berasal dari energi (bahan bakar fosil), ternak dan sawah.
a) Energi
Energi dari bahan bakar yang dipergunakan oleh industri, transportasi dan rumah tangga merupakan sumber penghasil emisi CO2 di udara, emisi CO2
tersebut dihasilkan dari proses pembakaran. Pengukuran aktivitas energi yang berhubungan dengan emisi CO2 adalah dengan mengetahui jenis bahan bakar yang digunakan serta jumlah konsumsi bahan bakar yang dipakai oleh industri, transportasi dan rumah tangga. Jumlah konsumsi bahan bakar dapat dicari dengan cara :
C (TJ/tahun) = a (103 ton/tahun) x b (TJ/103 ton) ... Persamaan (1) Keterangan :
C = Jumlah konsumsi bahan bakar berdasarkan jenis bahan bakar (TJ/tahun) a = Konsumsi bahan bakar berdasarkan jenis bahan bakar (103 ton/tahun) b = Nilai kalori bersih / faktor konversi berdasarkan jenis bahan bakar (TJ/103 ton)
Nilai kalori bersih yang dihasilkan oleh setiap bahan bakar dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2 Nilai kalori bersih berdasarkan jenis bahan bakar Nilai kalori bersih dari bahan bakar
Produk minyak sulingan Faktor (TJ/103 ton)
Bensin 44,80
Solar / IFO 43,33
Minyak tanah 44,75
LPG 47,31
Kandungan karbon yang terdapat pada masing-masing bahan bakar minyak maupun gas dihitung dengan cara :
E (t C/tahun) = C (TJ/tahun) x d (t C/TJ) ... Persamaan (2) Keterangan :
E = Kandungan karbon berdasarkan jenis bahan bakar(t C/tahun) d = Faktor emisi karbon berdasarkan jenis bahan bakar (t C/TJ) Faktor emisi karbon yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3 Faktor emisi karbon berdasarkan jenis bahan bakar Faktor emisi karbon
Bahan bakar Faktor emisi (t C/TJ)
Bensin 18,9
Solar / IFO 20,2
Minyak tanah 19,5
LPG 17,2
Sumber : IPCC (1996)
Emisi karbon aktual yang dihasilkan dari setiap bahan bakar dihitung dengan cara: G (Gg C/tahun) = E (t C/tahun) x f ... Persamaan (3)
Keterangan :
G = Emisi karbon aktual berdasarkan jenis bahan bakar (Gg C/tahun)
f = Fraksi CO2, fraksi CO2 untuk bahan bakar minyak adalah 0,99 sedangkan untuk bahan
bakar gas adalah 0,995
H = Emisi CO2 aktual berdasarkan jenis bahan bakar (Gg CO2/tahun)
Sehingga total emisi CO2 yang dihasilkan dari bahan bakar minyak dan gas dapat diperoleh dengan cara :
H (Gg CO2/tahun) = G (Gg C/tahun) x (44/12) …………Persamaan (4)
b) Ternak
Metana merupakan salah satu produk yang dihasikan oleh ternak pada saat proses fermentasi di dalam tubuhnya serta pada saat kegiatan pengelolaan pupuk. Metana dari proses fermentasi diproduksi oleh ternak sebagi produk dari proses pencernaan karbohidrat yang dihancurkan oleh mikroorganisme. Faktor emisi berdasarkan proses fermentasi dapat dilihat pada Tabel 4.
19
Emisi metana dari proses fermentasi didapat dari :
Tabel 4 Faktor emisi dari proses fermentasi berdasarkan jenis ternak Faktor emisi CH4 dari hasil fermentasi
Ternak Faktor (Kg/ekor/tahun)
Sapi potong 44 Kerbau 55 Domba 8 Kambing 5 Kuda 18 Babi 1,5
Unggas Tidak diperkirakan
Sumber : IPCC (1996)
C (ton/tahun) = a (ekor) x b (kg/ekor/tahun) ... Persamaan (5) Keterangan :
C = Emisi metana dari proses fermentasi berdasarkan jenis ternak (ton/tahun) a = Populasi ternak berdasarkan jenis ternak (ekor)
b = Faktor emisi CH4 dari hasil fermentasi berdasarkan jenis ternak (kg/ekor/tahun) Metana yang dihasilkan dari kegiatan pengelolaan pupuk terjadi akibat proses dekomposisi pada kondisi anaerobik. Faktor emisi dari pengelolaan pupuk ditentukan berdasarkan temperatur daerahnya, untuk Indonesia berada pada daerah dengan temperatur hangat, faktor ini dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5 Faktor emisi dari penggelolaan pupuk berdasarkan temperatur atau iklim
Faktor emisi CH4dari pengelolaan pupuk
Ternak Faktor(Kg/ekor/tahun) Domba 0,37 Kambing 0,23 Kuda 2,77 Unggas 0,023 Kerbau 3 Babi 7 Sapi potong 2 Sumber : IPCC (1996)
Emisi metana dari proses pengelolaan pupuk diperoleh dari :
E (ton/tahun) = a (ekor) x d (kg/ekor/tahun) ... Persamaan (6) Keterangan :
E = Emisi metana dari proses pengelolaan pupuk berdasarkan jenis ternak (ton/tahun) d = Faktor emisi CH4 dari pengelolaan pupuk berdasarkan jenis ternak (kg/ekor/tahun) F = Total emisi metana berdasarkan jenis ternak (Gg/tahun)
Sehingga total emisi metana yang dihasilkan oleh ternak adalah :
Metana yang dihasilkan diubah menjadi CO2 melalui rekasi kimia yaitu : CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O
c) Pertanian (areal persawahan)
Dekomposisi anaerobik dari bahan organik di areal persawahan menghasilkan metana yang melimpah. Gas tersebut dikeluarkan ke udara melalui tanaman padi selama musim pertumbuhan. Metana yang dihasilkan dari persawahan tersebut dapat diketahui dari luas arel yang dijadikan persawahan dan jumlah musin panen.
D (Gg CH4/tahun) = a (m2) x b x c (g/m2) x d (tahun) ... Persamaan (8) Keterangan :
D = Total emisi metana dari areal persawahan (Gg/tahun) a = Luas areal persawahan (m2)
b = Nilai ukur faktor emisi CH4 c = Faktor emisi (18 g/m2)
d = Jumlah masa panen per tahun (tahun) d) Karbon dioksida yang dihasilkan penduduk
Karbon dioksida yang dihasilkan dari aktivitas manusia adalah sama yaitu 0,96 kg/hari (Grey dan Deneke 1978). Rumus perhitungan karbon dioksida yang dihasilkan oleh penduduk di Kabupaten Kudus adalah sebagai berikut :
KKP(t) = (JPT(t) .KPt) ... Persamaan (9) Keterangan :
KKP(t) = Karbon dioksida yang dihasilkan penduduk pada tahun ke t (ton CO2/tahun) JPT(t) = Jumlah penduduk terdaftar pada tahun ke t (jiwa)
KPt = Jumlah karbon dioksida yang dihasilkan manusia yaitu 0,96 Kg CO2/jiwa/hari (0,3456 ton CO2/jiwa/tahun)
e) Penentuan luas RTH berdasarkan fungsi sebagai penyerap CO2
Kebutuhan akan luasan optimum RTH berdasarkan daya serap CO2 dapat diperoleh dari kemampuan RTH dalam menyerap CO2. Pendekatan yang digunakan untuk menentukan luasan tersebut adalah dengan memprediksikan kebutuhan RTH berdasarkan daya serap CO2 serta membandingkannya dengan kondisi RTH sekarang (eksisting).
Kebutuhan RTH diperoleh dari jumlah emisi CO2 yang terdapat di Kabupaten Kudus dibagi dengan kemampuan RTH dalam menyerap CO2.
21
... Persamaan (10) Keterangan:
L = Kebutuhan luasan RTH (ha)
w = Total emisi CO2 dari energi (ton CO2/tahun) x = Total emisi CO2 dari ternak (ton CO2/tahun)
y = Total emisi CO2 dari areal persawahan (ton CO2/tahun) z = Total emisi CO2 dari manusia(ton CO2/tahun)
K = Nilai serapan CO2 oleh hutan (pohon) sebesar 58,2576 CO2 (ton/tahun/ha), menurut (Inverson 1993, diacu dalam Tinambunan 2006)
Setelah mendapatkan nilai kebutuhan luasan RTH berdasarkan daya serap CO2 maka akan diketahui seberapa luas RTH yang harus disediakan oleh Pemerintah Kabupaten Kudus. Penambahan luasan RTH yang harus disediakan diperoleh dengan cara :
Rumus :
L (ha) = A (ha) – B (ha) ... Persamaan (11) Keterangan :
L = Penambahan luasan RTH (ha) A = Kebutuhan RTH (ha)
B = Luas RTH sekarang (ha)
f) Prediksi Kebutuhan RTH Kabupaten Kudus pada tahun 2016
Penentuan kebutuhan luasan RTH di Kabupaten Kudus didasarkan atas perubahan emisi CO2 yang terdapat di Kabupaten Kudus pada tahun 2010 samapai dengan tahun 2016. Data perkiraan emisi ini diperoleh dari perhitungan sumber emisi yang berasal dari energi (bahan bakar fosil), ternak, sawah dan manusia. Pendugaan luasan RTH pada tahun 2015 dan 2020 menggunakan data pendugaan emisi dari perhitungan sumber emisi yang berasal dari energi (bahan bakar fosil), ternak, sawah dan manusia.
1.1 Pendugaan Jumlah Konsumsi Bahan Bakar
Data jumlah konsumsi bahan bakar diperoleh dari Pertamina Kabupaten Kudus. Perhitungan yang digunakan untuk memperkirakan tingkat konsumsi pada tahun 2006 sampai dengan tahun 2010 adalah didasarkan pada perhitungan laju rata-rata pertambahan konsumsi bahan bakar. Maka dengan menggunakan rumus bunga berganda (McCutcheon dan Scoot 2005) diperoleh rumus perhitungan
L (ha) = w (ton CO2/tahun) + x (ton CO2/tahun) + y (ton CO2/tahun) + z (ton CO2/tahun) K (ton/tahun/ha)
jumlah konsumsi bahan bakar untuk tahun-tahun yang akan datang sebagai berikut :
Kt = Ko (1+r)t ... Persamaan (12) ln 1 ... Persamaan (13)
Keterangan :
Kt = Tingkat konsumsi bahan bakar pada akhir periode waktu ke t Ko = Tingkat konsumsi bahan bakar pada awal periode waktu ke t r = Rata-rata prosentase pertambahan jumlah konsumsi bahan bakar t = Selisih tahun
1.2 Pendugaan Luasan Pertanian (areal persawahan)
Data luasan areal persawahan diperoleh dari hasil interpretasi penutupan lahan wilayah Kabupaten Kudus pada tahun 2009 berdasarkan klasifikasi citra Landsat 7 ETM dengan penyiaman tanggal 14 Juni 2009. Nilai luasan sawah dianggap tetap, karena data luasan berdasarkan hasil klasifikasi pada satu tahun penyiaman.
1.3 Pendugaan Populasi Ternak
Data populasi ternak diperoleh dari Dinas Peternakan dan Perikanan Kabupaten Kudus. Perhitungan yang digunakan untuk memperkirakan populasi ternak pada tahun 2009 sampai dengan tahun 2016 adalah didasarkan pada perhitungan laju rata-rata pertambahan populasi ternak. Penentuan tahun perkiraan ditentukan oleh ketersediaan data. Rumus perhitungan populasi tenak untuk tahun-tahun yang akan datang adalah sebagai berikut :
Pt = Po (1+r)t
...
Persamaan (14) Keterangan :Pt = Populasi ternak pada akhir periode waktu ke t Po = Populasi ternak pada awal periode waktu ke t r = Rata-rata prosentase pertambahan populasi t = Selisih tahun
1.4 Pendugaan jumlah penduduk
Data jumlah penduduk diperoleh dari Badan Pusat Statistik Kabupaten Kudus. Perhitungan yang digunakan untuk memperkirakan jumlah penduduk pada tahun 2011 sampai dengan tahun 2016 adalah berdasarkan pada perhitungan laju rata-rata pertumbuhan penduduk. Rumus perhitungan jumlah penduduk untuk tahun yang akan datang adalah sebagai berikut :
23
Pt = Po (1+r)t
...
Persamaan (15) Keterangan :Pt = Jumlah Penduduk pada akhir periode waktu ke t Po = Jumlah penduduk pada awal periode waktu ke t r = Rata-rata prosentase pertambahan jumlah penduduk t = Selisih tahun
Prediksi kebutuhan RTH pada tahun ke t diperoleh dari perkiraan jumlah emisi CO2 yang terdapat di Kabupaten Kudus dibagi dengan kemampuan RTH dalam menyerap CO2. Rumus : ... Persamaan (16) Keterangan :
Lt = Kebutuhan luasan RTH (ha) pada tahun ke t
w = Total emisi CO2 dari energi pada tahun ke t (ton CO2/tahun) x = Total emisi CO2 dari ternak pada tahun ke t (ton CO2/tahun)
y = Total emisi CO2 dari areal persawahan pada tahun ke (t) (Gg CO2/tahun) z = Total emisi CO2 dari manusia pada tahun ke t (ton CO2/tahun)
K = Nilai serapan CO2 oleh hutan (pohon) sebesar 58,2576 CO2 (ton/tahun/ha), menurut (Inverson 1993, diacu dalam Tinambunan 2006)
g) Perubahan luasan RTH pada tahun 2016
Perubahan luasan RTH yang terjadi pada tahun 2016 dapat menggunakan data sekunder pada tahun-tahun sebelumnya. Data yang digunakan adalah data jumlah penduduk, data konsumsi bahan bakar, data populasi ternak, dan data mengenai luasan areal persawahan. Selanjutnya dilakukan pendugaan emisi CO2, kemudian dari perkiraan emisi CO2 dapat ditentukan kecukupan luasan RTH berdasarkan daya serap CO2. Perhitungan data pada tahun sebelumnya digunakan untuk mengetahui rata-rata perubahan data yang terjadi, sehingga dapat diketahui terjadi tren negatif atau positif. Rumus untuk mengetahui rata-rata perubahan luasan RTH pada periode tertentu adalah sebagai berikut :
Keterangan:
MD = Perubahan luasan
L = Luas RTH pada akhir periode waktu ke t
Lt (ha) = w (ton CO2/tahun) + x (ton CO2/tahun) + y (ton CO2/tahun) + z (ton CO2/tahun) K (ton/tahun/ha)
MD = ∑ │L– L│ N
L = Luas RTH pada awal periode waktu ke t N = Jumlah waktu (tahun)
Data perubahan luasan RTH (MD) pada tahun-tahun sebelumnya digunakan untuk mengetahui kecenderungan perubahan luasan RTH pada tahun-tahun yang akan datang berdasarkan fungsi sebagai penyerap CO2.
h) Prediksi Peningkatan Kebutuhan RTH
Perkiraan luasan RTH pada tahun 2012 sampai dengan tahun 2016 dapat diketahui dengan melihat tren yang terjadi pada tahun-tahun sebelumnya. Besar atau kecilnya luasan hutan yang terbentuk pada tahun-tahun mendatang dipengaruhi oleh kondisi pada tahun-tahun sebelumnya. Dalam hal ini harus diketahui tren tahun-tahun sebelumnya. Tren adalah suatu gerakan kecenderungan naik atau turun dalam jangka panjang yang diperoleh dari rata-rata perubahan dari waktu ke waktu dan nilainya cukup rata-rata atau mulus (smooth). Tren data berkala dapat berbentuk tren yang meningkat atau menurun secara mulus. Tren yang meningkat disebut tren positif dan tren yang menurun disebut tren negatif. Tren menunjukkan perubahan waktu yang cukup panjang dan stabil. Penurunan luasan RTH adalah menunjukkan telah terjadinya tren negatif. Faktor yang diperhitungkan adalah perubahan sumber emisi CO2.
1) Asumsi
Emisi CO2 yang dihitung adalah emisi CO2 yang berada di wilayah Kabupaten Kudus, sedangkan emisi CO2 yang berada di luar wilayah Kabupaten Kudus diabaikan, serta serapan CO2 hanya dilakukan oleh RTH (pohon). Jumlah industri minimal yang memberikan data konsumsi bahan bakar oleh industri dianggap mewakili semua konsumsi bahan bakar oleh industry.
2) Batasan penelitian
Batasan RTH dalam penelitian ini adalah wilayah taman kota, jalur hijau, pemakaman dan vegetasi tinggi (areal yang ditumbuhi oleh pepohonan berkayu). 3) Pengolahan Citra Landsat ETM yang diolah dengan menggunakan software
ERDAS Imagine.
25
1. Pemulihan citra (Image Restoring)
Terdapat perubahan yang dialami oleh citra pada saat pengambilan citra oleh satelit, sehingga dilakukan perbaikan radiometrik dan geometrik. Perbaikan radiometrik bertujuan untuk memperbaiki bias pada nilai digital piksel yang disebabkan oleh gangguan atmosfer ataupun kesalahan sensor. Perbaikan geometrik dapat dilakukan dengan mengambil titik-titik ikat di lapangan atau menggunakan citra yang telah terkoreksi.
2. Penajaman citra (Image Enhancement)
Penajaman citra dilakukan agar suau objek pada citra terlihat lebih tajam dan kontras, sehingga dapat memudahkan interpretasi secara visual untuk tujuan tertentu.
3. Pemotongan (subset) wilayah kajian
Pemotongan citra dilakukan sesuai dengan lokasi penelitian yang telah ditentukan berdasarkan pada batas administrasi wilayah Kabupaten Kudus. Pemotongan citra dilakukan dengan memotong wilayah yang menjadi objek penelitian. Citra yang terkoreksi dipotong menggunakan Area of Interest (AOI). Citra satelit landsat yang digunakan path/row : 120/065 tahun 2009. 4. Survei lapangan
Survei lapangan bertujuan untuk mengetahui kondisi lapangan dan perubahan penutupan lahan. Pengambilan titik kontrol dilakukan tidak secara menyeluruh, melainkan hanya beberapa tempat saja yang dianggap dapat mewakili masing-masing kelas klasifikasi penutupan lahan. Setiap lokasi survei yang mewakili masing-masing kelas penutupan lahan, diambil titik koodinatnya dengan menggunakan Global Positioning System (GPS) untuk diverifikasikan dengan data citra.
5. Klasifikasi tutupan lahan
Interpretasi citra Landsat ETM+ dilakukan dengan melihat karakteristik dasar kenampakan masing-masing penggunaan/penutupan lahan pada citra yang dibantu dengan unsur-unsur interpretasi (Avery, 1992; Lillesand dan Kiefer, 1997). Klasifikasi citra diperlukan untuk mengetahui sebaran dan luas tipe penutupan lahan di wilayah studi. Klasifikasi citra yang digunakan menggunakan metode klasifikasi terbimbing (Supervised Classification)
yaitu melalui proses pemilihan kategori informasi atau kelas yang diinginkan, yang selanjutnya memilih training area yang mewakili tiap kelas atau kategori untuk penentuan posisi contoh di lapangan dengan bantuan citra warna komposit dan peta penutupan lahan untuk setiap kelas penutupan lahan yang dibantu dengan data pengecekan lapang.
Tahapan yang dilakukan dalam klasifikasi terbimbing menggunakan software Erdas Imagine 9.1:
a. Pengenalan pola-pola spektral yang ditampilkan oleh citra dengan berpedoman pada titik lapangan yang diambil pada lokasi penelitian menggunakan GPS.
b. Pemilihan daerah (area of interest) yang diidentifikasi sebagai satu tipe penutupan lahan berdasarkan pola-pola spektral yang ditampilkan oleh citra.
c. Proses klasifikasi citra yang dilakukan secara otomatis oleh komputer berdasarkan pola-pola spektral yang telah ditetapkan pada saat proses pemilihan daerah. Klasifikasi citra pada wilayah penelitian meliputi: vegetasi rapat, vegetasi jarang, sawah, semak, lahan terbangun, lahan terbuka, awan dan bayangan awan.
d. Menggabungkan daerah-daerah yang memiliki tipe penutupan lahan yang sama (recode).
e. Citra hasil klasifikasi dikoreksi dengan membandingkannya dengan citra sebelum diklasifikasi.
Tahapan pengolahan citra dapat dilihat pada Gambar 3. Selanjutnya untuk proses perencanaan luasan RTH di Kabupaten Kudus dapat dilihat pada Gambar 4.
27
Gambar 3 Diagram alir tahapan pengolahan citra.
Koreksi Geometri Peta Rupa Bumi
Citra Terkoreksi Pemotongan Citra (Image subset) Interpretasi dan Klasifikasi Citra Informasi Penutupan Lahan Citra Landsat ETM Ya Ground Check Diterima Perhitungan Akurasi Reklasifikasi Tipe Ruang Terbuka Hijau Peta Administrasi Kabupaten Kudus Penutupan lahan (Land Cover) Hasil Klasifikasi Tidak
Gambar 4 Proses perencanaan luasan RTH di Kabupaten Kudus. Studi Pustaka Persiapan Peta Kerja Wilayah Studi Inventarisasi Data Tinjaun
Tapak Analisis data
1. Aspek klimatologis 2. Aspek geologi dan
geografis 3. Tata Guna Lahan 4. Rencana Tata Ruang
Wilayah 5. Pemandangan dan akustik 6. Demografi penduduk 7. Tingkat konsumsi bahan bakar 8. Kendaraan bermotor 9. Jumlah dan jenis
ternak
1. Kondisi wilayah studi saat ini 2. Master plan/RTRWK Hutan Kabupaten Kudus 1. UU No 26 tahun 2007 2. Penentuan luasan ruang terbuka hijau berdasarkan fungsi sebagai penyerap CO2 Luasan Ruang Terbuka Hijau Kebutuhan Luasan Ruang Terbuka Hijau