PERUBAHAN KARBON TERSIMPAN ATAS PERMUKAAN
DI DAERAH ALIRAN SUNGAI (DAS) CIDANAU
PROVINSI BANTEN
GALANG BADADUNG
DEPARTEMEN KONSERVASI SUMBERDAYA HUTAN DAN EKOWISATA FAKULTAS KEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Perubahan Karbon Tersimpan Atas Permukaan di Daerah Aliran Sungai (DAS) Cidanau adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2015
Galang Badadung
ABSTRAK
GALANG BADADUNG. Perubahan Karbon Tersimpan Atas Permukaan di Daerah Aliran Sungai (DAS) Cidanau Provinsi Banten. Dibimbing oleh LILIK BUDI PRASETYO dan AGUS PRIYONO KARTONO.
Daerah Aliran Sungai (DAS) Cidanau merupakan salah satu daerah yang memiliki kontribusi penting bagi pembangunan ekonomi di Provinsi Banten. DAS Cidanau memiliki potensi besar untuk menyerap karbon. Pada tahun 2013-2014, program pembayaran jasa lingkungan di DAS Cidanau telah dilakukan oleh PT Krakatau Tirta Industri kepada 5 kelompok tani hutan. Penelitian ini dilakukan untuk memperkirakan perubahan stok karbon akibat perubahan tutupan lahan. Perubahan tutupan lahan dianalisis berdasarkan citra multiwaktu Landsat menggunakan analisis citra berbasis obyek metode (OBIA). Sementara itu, 5
carbon pool stok karbon di atas permukaan tanah diukur dengan pendekatan persamaan alometrik (pengambilan sampel undestructive). Hasil penelitian menunjukkan bahwa ada 12 jenis tutupan lahan, yaitu hutan dataran tinggi yaitu, hutan rawa, agroforestri, hutan tanaman, perkebunan karet, semak, rawa-rawa rumput, ladang, lahan pertanian, lahan terbuka, perumahan, dan air tubuh. Pada tahun 2000, 2007 & 2014 cadangan karbon di DAS Cidanau masing-masing mengandung 725,455.99 ton, 733,813.02 ton dan 751,818.67 ton.
Kata kunci: biomassa, karbon atas pemukaan, perubahan tutupan lahan, persamaan allometrik, daerah aliran sungai
ABSTRACT
GALANG BADADUNG. Above Ground Carbon Stock Change at Cidanau Watershed in Banten Province. Supervised by LILIK BUDI PRASETYO and AGUS PRIYONO KARTONO.
Cidanau watershed is one area which has an important contribution to the economic development in Banten province. DAS Cidanau has great potential to absorb carbon. In the year 2013 – 2014, payment programs for environmental services in DAS Cidanau has been carried out for 5 of forest farmer groups by PT Krakatau Tirta Industri as a buyer of water. The study was conducted to estimate the carbon stock changes due to land cover changes. Land cover changes was analyzed based on timeseries Landsat Imageries using object-based image analysis (OBIA) method. Meanwhile, 5 pools of above carbon stock were measured by allometric equation (undestructive sampling). The result showed that there 12 different types of land cover, namely upland forest, swamp forests, agroforestri, forest plantations, rubber plantations, shrubs, grass marshes, fields, farmlands, open land, housing, and water bodies. In 2000, 2007 & 2014 carbon stocks in DAS Cidanau accounted for 725,455.99 ton, 733,813.02 ton and 751,818.67 ton, respectively.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan
pada
Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata
PERUBAHAN KARBON TERSIMPAN ATAS PERMUKAAN
DI DAERAH ALIRAN SUNGAI (DAS) CIDANAU
PROVINSI BANTEN
GALANG BADADUNG
DEPARTEMEN KONSERVASI SUMBERDAYA HUTAN DAN EKOWISATA FAKULTAS KEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah Subhanahu Wa Ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Maret 2014 ini ialah pendugaan karbon tersimpan, dengan judul Dinamika Karbon Tersimpan di Daerah Aliran Sungai (DAS) Cidanau.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof Dr Ir Lilik Budi Prasetyo, MSc dan Bapak Dr Ir Agus Priyono Kartono, MSi selaku pembimbing, serta Bapak Chandra Irawadi Wijaya, Shut MSi yang telah banyak memberi saran pada tahap awal hingga penyelesaian penelitian ini. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Masyarakat sekitar DAS Cidanau yang telah membantu dalam pengumpulan data dilapangan, Terimakasih juga penulis ungkapkan kepada ICRAF-World Agroforestri Centre yang telah memberikan bantuan dana penelitia, juga disampaikan kepada ayah, ibu, kedua adik saya Hapsah Nur Hapsari dan Zahra Khairunisa, serta seluruh keluarga, atas segala doa dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2015
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL vii
DAFTAR GAMBAR vii
DAFTAR LAMPIRAN vii
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Tujuan Penelitian 1
Manfaat 1
METODE 2
Waktu dan Lokasi 2
Sumber Data 2
Prosedur 3
Analisis Perubahan Tutupan lahan 5
Analisis Perubahan Karbon Atas Permukaan 8
HASIL DAN PEMBAHASAN 11
Perubahan Tutupan Lahan 11
Karbon Atas Permukaan 19
Perubahan Karbon Atas Permukaan 19
SIMPULAN DAN SARAN 22
Simpulan 22
Saran 22
DAFTAR PUSTAKA 22
DAFTAR TABEL
1 Jenis dan sumber data 3
2 Index yang digunakan dalam klasifikasi citra 7
3 Rumus uji akurasi hasil klasifikasi mengacu kepada Foody (2002) 7
4 Persamaan allometrik 9
5 Deskripsi tipe tutupan lahan 11
6 Overall accuracy dan kappa coefficient 13
7 Producer dan user accuracy 13
8 Luas tutupan lahan 14
9 Matriks perubahan tutupan lahan tahun 2000-2007 16 10 Matriks perubahan tutupan lahan tahun 2007-2014 18 11 Simpanan karbon untuk setiap tipe tutupan lahan 19 12 Nilai rata-rata dugaan total simpanan karbon 20
DAFTAR GAMBAR
1 Lokasi penelitian 2
2 Alur penelitian 4
3 Alur analisis perubahan tutupan lahan 5
4 Citra Landsat 7 SLC-off tahun 2007 (a); Citra Landsat SLC-off tahun
2007 yang telah mengalami proses gap filling (b) 6
5 Citra Landsat 8 OLI tahun 2014 (a); Citra Landsat 8 OLI tahun 2014
pada proses segmentasi (b); Hasil klasifikasi citra Landsat 8 OLI (c) 7
6 Ilustrasi matriks kesalahan mengacu kepada Foody (2002) 7
7 Alur analisis perubahan karbon atas permukaan 8
8 Plot pengukuran biomassa dan karbon 9
9 Peta tutupan Lahan hasil konsistensi kondisi awan dan bayangan
awan : a = tahun 2000; b = tahun 2007; c = tahun 2014 12
10 Perubahan tutupan lahan di DAS Cidanau Tahun 2000, 2007, dan
2014 15
11 Perubahan tutupan lahan tahun 2000-2007 15
12 Perubahan tutupan lahan tahun 2007-2014 17
13 Perubahan karbon atas permukaan DAS Cidanau 20
DAFTAR LAMPIRAN
1 Rona Landsat dan dokumentasi tutupan lahan 23
2 Matriks kesalahan uji akurasi hasil klasifikasi tutupan lahan tahun
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Daerah aliran sungai (DAS) Cidanau merupakan salah satu wilayah yang memiliki andil penting bagi pembangunan ekonomi di Provinsi Banten sebagai kesatuan sumberdaya. DAS Cidanau memiliki potensi besar dalam menyerap karbon di atmosfer karena bentang alamnya didominasi oleh tutupan lahan agroforestri seluas 8174,88 Ha (Forum Komunikasi DAS Cidanau atau FKDC 2013).
Tantangan kedepan dalam pengelolaan DAS Cidanau adalah menjaga kelestarian fungsi DAS. Menurut FKDC (2013) telah terjadi perambahan yang dilakukan masyarakat pada kawasan Cagar Alam Rawa Danau yang berada didalam DAS Cidanau. Perambahan yang terjadi dapat mengakibatkan penurunan kualitas salah satu fungsi DAS sebagai penyerap karbon. Untuk menjaga kelestarian fungsi DAS, DAS Cidanau telah dilakukan program pembayaran jasa lingkungan terhadap 5 kelompok tani hutan yang berada di 2 kecamatan yaitu Ciomas dan Mandalawangi dengan PT Krakatau Tirta Industri sebagai pembeli pada tahun 2013-2014 (FKDC 2013). Oleh karena itu penelitian ini perlu dilakukan untuk menduga jumlah karbon yang tersimpan secara multitemporal yang diakibatkan oleh perubahan tutupan lahan sebagai bahan masukan evaluasi terhadap program perkembangan pembayaran jasa lingkungan di DAS Cidanau.
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah menduga perubahan karbon tersimpan atas permukaan yang diakibatkan perubahan tutupan lahan di DAS Cidanau pada dua periode, yaitu 2000-2007 dan 2007-2014.
Manfaat
2
METODE
Waktu dan Lokasi
Pengambilan data dilaksanakan pada Maret - Mei 2014 di DAS Cidanau Provinsi Banten. Analisis data dilakukan di Laboratorium Analisis dan Pemodelan Spasial, Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata, Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor danICRAF- World Agroforestry Centre.
Secara geografis DAS Cidanau terletak diantara 06°07’30”-06°18’00” LS dan 105°49’00”-106°04’00” BT. Menurut Kementerian Kehutanan (Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan) DAS Cidanau memiliki luas 22.423,99 ha pada tahun 2014, yang mencakup wilayah Kabupaten Serang dan Pandeglang. DAS Cidanau secara administratif mencakup 39 desa di 6 wilayah kecamatan Kabupaten Serang, yaitu Kecamatan Cinangka, Ciomas, Gunung Sari, Mancak, Pabuaran, dan Padarincang serta 8 desa di 2 wilayah kecamatan Kabupaten Pandeglang, yaitu Kecamatan Kadu Hejo dan Kecamatan Mandalawangi. Lokasi penelitian disajikan pada Gambar 1.
Gambar 1 Lokasi penelitian
Sumber Data
3 Tabel 1 Jenis dan sumber data
No Kategori
Raster Landsat 8 OLI/TIRS dengan scene id :
LC81230642014135LGN00 tanggal akuisisi : 15 Mei 2014
U.S. Geological Survey*
Landsat 7 ETM+ dengan scene id :
LE71230642007172DKI00 tanggal akuisisi : 21 Juni 2007
U.S. Geological Survey*
Landsat 7 ETM+ dengan scene id :
LE71230642007220PFS00 Tanggal akuisisi : 8 Agutus 2007
U.S. Geological Survey*
Landsat 7 ETM+ dengan scene id :
LE71230642000169SGS01 tanggal akuisisi : 17 Juni 2000
Vector Batas DAS Cidanau Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan*** Batas Administrasi Badan Pusat Statistik 2 Data
Non- spasial
Analisis Vegetasi
Biomassa Pengukuran langsung
* http://glovis.usgs.gov/ (di unduh pada tahun 2014)
** http://gdem.ersdac.jspacesystems.or.jp/ (di unduh pada tahun 2014) *** http://webgis.dephut.go.id (di unduh pada tahun 2014)
Prosedur
Pendugaan perubahan simpanan karbon atas permukaan dianalisis berdasarkan data perubahan tutupan lahan dengan nilai total dugaan karbon atas permukaan untuk setiap tipe tutupan lahan. Secara umum tahapan penelitian terdiri dari tiga tahapan kerja sebagai berikut:
1. Analisis perubahan tutupan lahan,
2. Penghitungan karbon atas permukaan skala lanskap (DAS),
4
Dalam penelitian ini juga dilakukan pendekatan statistik dalam penentuan unit sample yang akan diambil. Metode yang digunakan adalah stratified random sampling, metode ini dipilih untuk mengurangi kesalahan dalam pengambilan unit contoh karena kondisi lokasi penelitian yang bersifat heterogen jika dilihat dari kondisi tutupan lahan. Pemilihan unit contoh yang tepat akan memberikan data yang dapat mewakili kondisi keseluruhan area yang dijadikan lokasi penelitian. Alur penelitian disajikan pada Gambar 2.
Gambar 2 Alur penelitian
Mulai
Tahap Persiapan
Pengumpulan Alat dan Bahan Pengumpulan Data Sekunder
Survei
Pengumpulan Data Sekunder
Pengumpulan Data Groundtruth
Pengukuran Biomassa dan Karbon Atas Permukaan Pada Lokasi
Penelitian Skala Plot
Lokasi GPS Tutupan Lahan
Data Karbon Atas Permukaan Skala Plot
Klasifikasi Tutupan Lahan Penghitungan Karbon Atas Permukaan Skala Tutupan Lahan
Analisis Perubahan Tutupan Lahan
Data Perubahan Tutupan Lahan Pada Skala Lanskap
(DAS)
Data Karbon Atas Permukaan Skala Lanskap
(DAS)
Analisis Perubahan Karbon Atas Permukaan Akibat Prubahan Tutupan
Lahan
Selesai 1
3
Penghitungan Karbon Atas Permukaan Skala Lanskap (DAS)
5
Analisis Perubahan Tutupan lahan
Alur kerja analisis perubahan tutupan lahan disajikan pada Gambar 3. Data perubahan tutupan lahan dihasilkan berdasarkan hasil klasifikasi citra multitemporal. Secara umum pada tahap ini, dilakukan 2 tahapan kerja sebagai berikut:
a) Klasifikasi tutupan lahan
b) Analisis perubahan tutupan lahan
6
Klasifikasi tutupan lahan
Pada tahap klasifikasi tutupan lahan, tahapan kerja dibagi menjadi dua, yaitu pra-klasifikasi dan klasifikasi. Tahap pra-klasifikasi adalah tahap meningkatkan kualitas citra melalui proses koreksi-koreksi yang diakibatkan kesalahan satelit dalam melakukan perekaman citra, sedangkan tahap klasifikasi adalah proses lanjutan yang pada akhirnya tujuan mengekstrak informasi dari citra dilakukan pada tahap ini. Berikut penjelasan masing-masing tahapan kerja pada proses ini adalah sebagai berikut:
1) Pra-klasifikasi
Perbaikan kualitas citra akibat kesalahan satelit dalam perekaman citra dilakukan pada tahap ini. Perbaikan yang dilakukan berupa koreksi geometrik (geometric correction) dan koreksi atmosferik (atmospheric correction). Pada tahap ini, pengolahan citra yang dilakukan adalah sebagai berikut:
a) Koreksi geometrik pada citra dengan menggunakan metode image to map
dengan peta RBI.
b) Koreksi atmosferik untuk menghilangkan bias dengan memperhatikan histogram citra.
c) Pemotongan citra, hal ini bertujuan untuk memfokuskan pengamatan hanya pada wilayah penelitian.
Khusus pada citra landsat tahun 2007 dilakukan proses gap filling
(menambal lubang citra yang mengalami stripping). Pada tahun tersebut citra landsat 7 +ETM mengalami kerusakan sehingga citra landsat yang direkam mengalami stripping. Proses gap filling dilakukan dengan menggunakan citra pada tahun yang sama. Berikut hasil gap filling disajikan pada Gambar 4.
(a) (b)
Gambar 4 Citra Landsat 7 SLC-off tahun 2007 (a); Citra Landsat SLC-off tahun 2007 yang telah mengalami proses gap filling (b)
2) Klasifikasi Citra
7
(a) (b) (c)
Gambar 5 Citra Landsat 8 OLI tahun 2014 (a); Citra Landsat 8 OLI tahun 2014 pada proses segmentasi (b); Hasil klasifikasi citra Landsat 8 OLI (c)
Tabel 2 Index yang digunakan dalam klasifikasi citra
Jenis Index Rumus
Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) (NIR – Red) / (NIR + Red)
Land and Water Mask (LWM) Infrared / (green + 0,0001)*
100
Ratio Vegetation Index (RVI) NIR / Red
Normalized Difference Moisture Index (NDMI) (NIR – IR) / (NIR + IR)
Specific Leaf Area Vegetation Index (SLAVI) NIR / (Red +Infrared)
Dalam penyediaan data tutupan lahan juga dilakukan uji akurasi antara citra landsat terklasifikasi dengan data groundtruth dari hasil survei dilapangan. Uji akurasi ini merupakan pendekatan statistik untuk mengukur seberapa tepat citra landsat yang diklasifikasi menjadi beberapa kelas penutupan lahan. Persamaan uji akurasi citra terklasifikasi mengacu pada ilustrasi pembutan matriks kesalahan (Gambar 6) dan persamaan (Tabel 3)
A B C D ∑
A nAA nAB nAC nAD nA+
B nBA nBB nBC nBD nB +
C nCA nCB nCC nCD nC+
D nDA nDB nCD nDD nD+
∑ n+A n+B n+C n+D n
Gambar 6 Ilustrasi matriks kesalahan mengacu kepada Foody (2002) Tabel 3 Rumus uji akurasi hasil klasifikasi mengacu kepada Foody (2002)
Nama Persamaan
Overall accuracy Producer’s accuracy
User’s accuracy
8
Analisis perubahan tutupan lahan
Perubahan tutupan lahan dianalisis dengan melakukan overlay peta tutupan lahan tahun 2000, 2007, dan 2014. Hasil overlay dianalisis melalui attribute table. Masalah utama dalam tahap ini adalah keberadaan awan dari citra terklasifikasi. Untuk menghindari bias, dilakukan analisis spasial terhadap penutupan awan dan bayangan awan (tidak ada data), dengan cara disamakan untuk setiap tahun analisis, yaitu tahun 2000, 2007, dan 2014.
Analisis Perubahan Karbon Atas Permukaan
Nilai dugaan karbon atas permukaan di analisis berdasarkan nilai dugaan biomassa pada skala plot yang di ekstrapolasi menjadi skala lanskap (DAS). Alur analisis perubahan karbon atas permukaan disajikan pada Gambar 7.Pada tahap ini tahapan kerja yang dialakukan adalah sebagai berikut:
a) Pengukuran biomassa dan karbon b) Analisis perubahan karbon
Gambar 7 Alur analisis perubahan karbon atas permukaan
Sebelum dilakukan pengukuran biomassa, pertama-tama dilakukan kegiatan penentuan plot. Penentuan plot didasarkan atas tipe kelas penutupan lahan. Plot dibuat berbentuk bujur sangkar dengan jumlah keseluruhan 42 plot sample berukuran 30 m x 30 m dengan asumsi bahwa ukuran plot contoh menyesuaikan resolusi citra yang digunakan yaitu Landsat. Pembuatan plot contoh merupakan modifikasi dari plot contoh 5 m x 20 m (Hairiah et al 2011). Sehingga, secara umum plot contoh pada penelitian ini digambarkan pada Gambar 8.
Penetuan Sampel
Pengukuran Biomassa dan Karbon Pada Skala
Plot
Karbon Pada Skala Tutupan Lahan
Data Perubahan Karbon Atas Permukaan Skala
DAS
Peta Tutupan Lahan Multitemporal
Analisis Perubahan Karbon Atas
Permukaan
Analisis Perubahan Karbon Atas
9
Gambar 8 Plot pengukuran biomassa dan karbon
Gambar 8 menjelaskan bahwa plot contoh utama dibuat berukuran 30 m x 30 m untuk pohon, pohon mati / kayu mati dengan kriteria dbh < 30 cm. Apabila dalam plot contoh tersebut terdapat pohon dengan dbh > 30 cm, maka ukuran plot contoh diperbesar menjadi 30 m x 70 m. Untuk pengukuran biomassa tumbuhan bawah dan serasah dilakukan di dalam plot contoh utama dengan membuat kuadran berukuran 50 cm x 50 cm.
Pengukuran biomassa dan karbon Pengukuran biomassa pohon
Biomassa pohon dilakukan dengan cara non-destruktif (tanpa melakukan perusakan). Nilai biomassa suatu pohon dicari dengan menggunakan persamaan allometrik yang telah dikembangkan oleh para peneliti sebelumnyaBerikut persamaan allometrik yang digunakan dalam penelitian ini disajikan oleh tabel 4 sebagai berikut:
Tabel 4 Persamaan allometrik
No
Sistem penggunaan Lahan / Jenis
Pohon
Rumus Allometrik Sumber
1 Umum 0,11ρ D2,62 Ketterings et al 2001
2 Sengon 0,0272 D2,831 Sugiarto 2001
3 Pisang 0,0303 D2,1345 Arifin 2001
*Keterangan: ρ = berat jenis kayu, D = Diameter (dbh) Pengukuran biomassa tumbuhan bawah dan serasah
10
Keterangan:
BKT = berat kering total BKc = berat kering contoh BBc = berat basah contoh BBT = berat basah total
Pengukuran biomassa pohon atau kayu mati
Pengukuran biomassa pohon atau kayu mati dilakukan dengan ketentuan sebagai berikut(Hairiah et al.2011):
a) Diameter batang, dan panjang atau tinggi pohon diukur.
b) Apabila dalam sub plot utama maupun plot terdapat batang roboh melintang, maka diameter batang diukur pada dua posisi (pangkal dan ujung) dan panjang batang hanya diukur pada contoh yang masuk dalam sub plot utama atau plot saja.
c) contoh kayu dari nekromasa diambil untuk diamati dengan ukuran 10 cm x
10 cm x 10 cm, timbang berat basahnya, masukkan dalam oven suhu 80 C selama 48 jam untuk menghitung BJ nya.
d) Menduga persentase bagian nekromasa yang belum terlapuk, sebagai contoh 100% untuk nekromasa yang masih utuh dan 50% untuk nekromasa yang setengah bagian terlapuk. Rumus yang digunakan untuk menduga simpanan nekromassa (Hairiah et al. 2011)sebagai berikut:
e) Keterangan:
f) BKn = berat kering nekromassa (kg) g) π = berat jenis
h) H = tinggi (m) i)
D = diameter (cm)
Penghitungan karbon dari biomassa
Nilai karbon tersimpan didapat dari hasil pengukuran biomassa untuk setiap
carbon poll. Mengacu pada (Hairiah et al. 2011) nilai karbon didapat berdasarkan persamaan sebagai berikut:
Karbon = Biomassa x 0,46
Dari nilai karbon yang didapatkan berdasarkan data biomassa, maka nilai karbon pada skala plot dikonversi dengan mengalikan nilai karbon pada skala plot dengan luas tutupan lahan sehingga didapat data karbon untuk setiap tutupan lahan, kemudian untuk mendapatkan informasi dugaan karbon pada skala lanskap (DAS Cidanau) dilakukan dengan menjumlahkan nilai dugaan karbon untuk setiap tutupan lahan.
Analisis perubahan karbon atas permukaan
11
HASIL DAN PEMBAHASAN
Perubahan Tutupan Lahan
Perubahan tutupan lahan merupakan perubahan perwujudan fisik suatu lanskap tanpa turut memperhatikan peruntukan wilayah tersebut. Penutupan lahan DAS Cidanau dapat diklasifikasikan menjadi 12 penutupan lahan, yaitu hutan lahan kering, hutan rawa, agroforestri, hutan tanaman, kebun karet, semak belukar, rumput rawa, sawah, lahan pertanian, lahan terbuka, pemukiman dan badan air. Deskripsi dan peta setiap tipe tutupan lahan pada lokasi penelitian disajikan pada Tabel 5 dan Gambar 9.
Tabel 5 Deskripsi tipe tutupan lahan No Tutupan kering yang dapat berupa hutan dataran rendah, perbukitan dan pegunungan, atau hutan tropis dataran tinggi (BSN 2010).
2 Hutan Rawa Hutan yang tumbuh dan berkembang di habitat lahan basah / tergenang air rawa
3 Agroforestri Lahan yang ditanami tanaman keras lebih dari satu jenis 4 Hutan
Tanaman
Hutan rakyat yang bersifat homogen. Komoditi utama dari tipe lahan ini adalah kayu dengan jenis tanaman Sengon (Paraserianthes falcataria), dan Jati (Tectona grandis). 5 Kebun Karet Perkebunan yang berkembang dengan tanaman karet yang
mendominasi dan bersifat homogen. 6 Semak
Belukar
Kawasan lahan kering yang telah ditumbuhi dengan berbagai vegetasi alami dan heterogen dan homogen dengan tingkat kerapatan jarang hingga rapat. Kawasan tersebut didominasi vegetasi rendah alami (BSN 2010). 7 Rumput
Rawa
Rumput yang berhabitat di daerah yang secara permanaen tergenang air tawar ataupun payau (BSN 2010).
8 Sawah Areal pertanian yang digenangi air atau diberi air, baik dengan teknologi pengairan, tadah hujan, maupun pasang surut. (padi) (BSN 2010)
9 Ladang Pertanian lahan kering yang ditanami tanaman semusim, terpisah dengan halaman sekitar rumah serta penggunaannya tidak berpindah-pindah (BSN 2010)
10 Lahan Terbuka
Lahan tanpa tutupan lahan baik yang bersifat alamiah, semi alamiah, maupun artificial. (BSN 2010).
11 Pemukiman Areal atau lahan yang digunakan sebagai lingkungan tempat tinggal atau lingkungan hunian dan tempat kegiatan yang mendukung kehidupan (BSN 2010).
12
13 Sebelum dilakukan analisis, citra terklasifikasi harus dilakukan uji akurasi untuk melihat seberapa besar kesalahan hasil klasifikasi. Hasil uji akurasi disajikan pada tabel 6 dan 7.
Tabel 6 Overall accuracy dan kappa coefficient
Accuracy assesment Tahun
2000 Tahun 2007 Tahun2014
Overall classification
accuracy 100 100 % 91,02 %
Overall kappa coefficient
accuracy 1 1 0,85
Tabel 7 Producer dan user accuracy
Tipe untuk dianalisis lebih lanjut, karena hasil uji akurasi overall accuracy > 85% dan
kappa coefficient > 0.8 menunjukan nilai yang baik.
14
Tabel 8 Luas tutupan lahan
No Tutupan 3 Agroforestri 11125.54 49.61 11317.7
0 50.47
*Nodata = awan dan bayangan awan
Hasil analisis citra terklasifikasi (Tabel 8) menjelaskan bahwa agroforestri dan sawah mendominasi luas keseluruhan tutupan lahan di DAS Cidanau untuk semua tahun analisis. Dominasi agroforestri dan sawah disebabkan oleh kondisi sosial ekonomi masyarakat di wilayah DAS Cidanau yang menggantungkan hidup pada sektor pertanian dan perkebunan. Menurut data Forum Komunikasi DAS Cidanau pada tahun 2013, mata pencaharian penduduk di wilayah DAS Cidanau 33 % berada pada sektor pertanian.
15
Gambar 10 Perubahan tutupan lahan di DAS Cidanau Tahun 2000, 2007, dan 2014
Perubahan tutupan lahan tahun 2000-2007
Hasil analisis peta tutupan lahan, rumput rawa mengalami penurunan luas terbesar. Penurunan luas terbesar diakibatkan oleh konversi lahan menjadi sawah 336.84 ha Rumput rawa pada lokasi penelitian merupakan tutupan lahan yang hanya berada di kawasan Cagar Alam Rawa Danau. Perubahan tutupan lahan ini menandakan telah terjadinya perambahan di kawasan tersebut. Selain itu pada periode yang sama, rumput rawa juga telah mengalami kenaikan luas yang diakibatkan oleh berubahnya 5.55 ha hutan rawa, 74.42 ha sawah, dan 0.27 ha badan air menjadi rumput rawa. Total penurunan luas rumput rawa pada tahun 2000-2007 adalah 256.60 ha.
Hasil analisis peta tutupan lahan juga menunjukan telah terjadinya peningkatan luas agroforestri dan pemukiman. Agroforestri meningkat diakibatkan oleh berubahnya tipe tutupan lahan sawah menjadi agroforestri sebesar 403.62 ha. Selain itu, pemukiman juga mengalami peningkatan luas pada periode tahun ini. Peningkatan luas pemukiman di akibatkan oleh konversi sawah menjadi pemukiman sebesar 81.54 ha.
Gambar 11 Perubahan tutupan lahan tahun 2000-2007
0%
Tahun 2000 Tahun 2007 Tahun 2014
16
Tabel 9 Matriks perubahan tutupan lahan tahun 2000-2007
Tutupan Lahan Tahun 2000
(ha)
Tutupan Lahan Tahun 2007 (ha)
Total
H Hr Af Ht Kk Sb Rr Sw Lp Lt Pm Ba Nd
H 1,180.61 3.13 0.14 0.61 1,184.49
Hr 1,052.64 5.55 1,058.19
Af 10,791.84 26.25 33.27 1.54 183.70 9.44 6.05 49.49 23.97 11,125.54
Ht 79.05 3.25 0.35 0.11 0.81 0.18 83.74
Kk 4.41 11.02 3.71 0.18 0.76 20.09
Sb 0.45 1.87 2.19 0.64 5.15
Rr 1,043.17 336.84 1,380.01
Sw 403.62 5.99 3.82 4.29 74.42 5,980.45 114.51 4.80 81.92 7.32 6,681.14
Lp 14.55 0.03 1.65 11.11 0.76 28.10
Lt 1.23 1.54 0.43 0.05 3.24
Pm 0.95 0.10 3.63 185.89 0.11 190.68
Ba 0.53 1.74 18.47 0.33 0.10 0.27 15.14 0.51 30.69 67.78
Nd 595.84 595.84
Total 1,181.15 1,054.38 11,317.70 35.61 48.79 7.79 1,123.41 6,528.97 135.87 12.05 318.92 63.52 595.84 22,423.99
17 Perubahan tutupan lahan tahun 2007-2014
Hasil analisis tutupan lahan menunjukan sawah mengalami penurunan luas terbesar. Penurunan sawah diakibatkan oleh konversi sawah menjadi agroforest sebesar 1,051.01 ha, hutan tanaman 34.33 ha, kebun karet 3.37 ha, semak belukar 51.60 ha, rumput rawa 104.39 ha, lahan pertanian 196.03 ha, dan badan air 15.14 ha. Akan tetapi pada periode yang sama sawah juga mengalami kenaikan luas akibat berkurangnya luas hutan lahan kering sebesar 0.48 ha, agroforestri 310.38 ha, kebun karet 3.59 ha, semak belukar 2.40 ha, rumput rawa 84.89 ha, lahan pertanian 103.73 ha, lahan terbuka 2.33 ha, dan badan air 6.25 ha. Total penurunan luas sawah pada tahun 2007-2014 adalah 946.74 ha.
Agroforestri pada tahun 2007-2014 mengalami kenaikan luas terbesar. Kenaikan luas agroforestri sebagian besar diakibatkan berubahnya sawah menjadi agroforestri seluas 1,051.59 ha.
Distribusi dan luas perubahan tutupan lahan tahun 2007-2014 disajikan pada Gambar 12 dan Tabel 10.
Gambar 12 Perubahan tutupan lahan tahun 2007-2014
18
Tabel 10 Matriks perubahan tutupan lahan tahun 2007-2014
Tutupan Lahan Tahun 2007
(ha)
Tutupan Lahan Tahun 2014 (ha)
Total
H Hr Af Ht Kk Sb Rr Sw Lp Lt Pm Ba Nd
H 1,051.59 127.15 1.15 0.20 0.48 0.05 0.53 1,181.15
Hr 1,052.64 1.74 1,054.38
Af 10,468.94 303.14 4.33 17.73 14.41 310.38 14.04 0.54 165.73 18.47 11,317.70
Ht 21.57 14.04 35.61
Kk 30.61 1.67 9.77 3.59 2.83 0.33 48.79
Sb 1.57 2.97 0.14 2.40 0.62 0.10 7.79
Rr 1,038.25 84.89 0.27 1,123.41
Sw 1,051.01 34.33 3.37 51.60 104.39 5,067.97 5.13 196.03 15.14 6,528.97
Lp 14.23 2.66 3.99 103.73 9.30 1.46 0.51 135.87
Lt 6.48 0.16 0.09 2.55 0.18 2.59 12.05
Pm 318.87 0.04 318.92
Ba 0.51 23.18 2.07 0.71 6.25 30.81 63.52
Nd 595.84 595.84
Total 1,052.10 1,052.64 11,744.73 356.55 17.46 75.94 1,161.18 5,582.23 28.52 0.72 688.13 67.94 595.84 22,423.99
19 Karbon Atas Permukaan
Nilai dugaan karbon atas permukaan dianalisis berdasarkan kandungan biomassa pada berbagai tipe tutupan lahan. Biomassa atas permukaan yang di ukur adalah pohon, tumbuhan bawah, serasah, dan kayu mati. Hasil pengukuran karbon tersimpan dalam skala plot untuk setiap tipe tutupan lahan disajikan pada Tabel 11.
Tabel 11 Simpanan karbon untuk setiap tipe tutupan lahan
No Tutupan Lahan Biomassa (ton ha-1) Karbon (ton ha-1) 1 Hutan Lahan Kering 136.39 ± 46.22 64.11 ± 21.73
2 Hutan Rawa 281.45 ± 37.11 132.28 ± 17.44
3 Agroforestri 99.56 ± 61.63 44.81± 28.97
4 Hutan Tanaman 70.02 ± 58.01 33.19 ± 27.26
5 Kebun Karet 185.80 ± 15.67 87.32 ± 7.36
6 Semak Belukar 1.72 ± 0.14 0.81± 0.07
7 Rumput Rawa 3.86 ± 0.58 1.81± 0.27
8 Sawah* 1.26 0.59
9 Lahan Pertanian* 2.13 1
Tabel 11 menjelaskan bahwa hutan rawa merupakan tipe tutupan lahan yang memiliki simpanan karbon terbesar dibandingkan tipe tutupan lahannya. Hal ini berkaitan dengan nilai basal area yang tekandung untuk setiap tipe tutupan lahan. sebagian besar biomassa tersimpan berada di dalam batang tanaman, hal ini menunjukan adanya hubungan antara total biomassa tersimpan dengan nilai luas bidang dasar yang terkandung didalam suatu areal/tipe tutupan lahan. Hutan Rawa pada lokasi penelitian didominasi oleh vegetasi rawa seperti gempol (Nauclea orientalis), dan renghas (Gluta renghas).
Perubahan Karbon Atas Permukaan
Tutupan lahan mempengaruhi kemampuan DAS Cidanau menyimpan karbon atas permukaan. Kondisi vegetasi untuk setiap tipe tutupan lahan, memiliki kemampuan yang berbeda dalam menyerap CO2. Hasil analisis perubahan karbon atas permukaan di DAS Cidanau disajikan pada Tabel 12.
20
Tabel 12 Nilai rata-rata dugaan total simpanan karbon Tutupan Agroforestri 498,535.40 68.72 507,146.02 69.11 526,281.46 70.00 Hutan
Total 725,455.99 100.00 733,813.02 100.00 751,818.67 100.00 Tabel 12 menjelaskan bahwa pada tahun 2014 nilai dugaan rata-rata simpanan karbon atas permukaan di DAS Cidanau lebih tinggi dibandingkan tahun analisis lainnya. Hal ini dikarenakan terjadinya kenaikan luas agroforestri pada tahun 2014. Total jumlah karbon tersimpan pada tahun 2014 di DAS Cidanau 751,818.67 Ton. Dari jumlah tersebut 70.00 % merupakan kontribusi agroforestri (Tabel 12). Hasil analisis tutupan lahan menunjukan bahwa pertambahan luas agroforestri pada tahun 2007 dan 2014 (Lihat tabel 9 dan 10) sebagian besar diakibatkan oleh perubahan sawah menjadi agroforestri. Kondisi vegetasi pada lahan agroforestri memiliki kemampuan menyerap CO2 lebih tinggi dibandingkan dengan sawah (Tabel 11). Kondisi karbon atas permukaan DAS Cidanau di sajikan pada Gambar 13.
Gambar 13 Perubahan karbon atas permukaan DAS Cidanau 710.000,00
21 Total jumlah karbon tertinggi di DAS Cidanau 751,818.67 Ton pada tahun 2014. Dari jumlah tersebut 70.0 % merupakan kontribusi Agroforestri (Tabel 10 dan tabel 11) . Hal ini menunjukkan agroforestri selain memberikan nilai ekonomi pada masyarakat juga berperan dalam menyimpan karbon. Hal ini menunjukkan agroforestri bisa menjadi strategi mitigasi yg penting, Secara lanskap tipe tutupan lahan agroforestri yang mendominasi separuh total luas DAS Cidanau memberikan manfaat paling besar dalam menjaga simpanan karbon di DAS Cidanau. Butarbutar (2012) mengemukakan bahwa agroforestri dapat berfungsi mitigasi dengan membandingkan tapak yang sebelumnya tanpa vegetasi dengan agroforestri akan menyimpan karbon atau akan menyerap karbon, sehingga efek GRK akan berkurang. Menurut Ruslono (2006), besarnya potensi serapan karbon praktek agroforestri ditentukan melalui besarnya persediaan biomassa yang terdapat didalam tegakan penyusun agroforestri tersebut. Sehingga upaya untuk menjaga jumlah tegakan perlu dilakukan dalam upaya konservasi karbon pada lahan agroforestri.
Pada lokasi penelitian, upaya konservasi karbon secara konsisten telah dilakukan melalui skema pembayaran jasa lingkungan (payment for environmental services) terhadap jasa hidrologi. Program tersebut memberikan dampak postif terhadap nilai manfaat konservasi karbon. Melalui surat perjanjian nomor : 004/KJL-FKDC/I/2008 antara Forum Komunikasi DAS Cidanau sebagai fasilitator pihak pembeli jasa (buyer) dalam hal ini PT Krakatau Tirta Industri dan Kelompok Tani Alam Lestari sebagai penyedia jasa (seller).
Isi perjanjian tersebut berimplikasi terhadap terjaganya kuantitas tegakan pada lahan agroforestri yang terikat kontrak perjanjian. Forum Komunikasi DAS Cidanau (2013) mengemukakan luas lahan kelompok tani hutan yang menerima pembayaran jasa lingkungan pada periode 2013–2014 sebesar 153.96 ha, dengan perincian sebagai berikut:
1. Alam Lestari Mandalawangi 25 ha 2. Karya Muda II Ciomas 25 ha 3. Karya Muda Ciomas 25.20 ha 4. Alam Sejahtera Mandalawangi 25 ha 5. Harapan Maju Mandalawangi 26.80 ha 6. Karya Bakti Ciomas 26.96 ha
22
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Kondisi tutupan lahan mempengaruhi kemampuan suatu lanskap dalam menyimpan karbon di DAS Cidanau. Nilai dugaan rata-rata total karbon tersimpan di DAS Cidanau pada tahun 2000, 2007, dan 2014 berturut-turut 725,455.99Ton, 733,813.02 Ton dan 751,818.67 Ton. Kenaikan nilai rata-rata total dugaan karbon atas permukaan di DAS Cidanau sebagian besar diakibatkan oleh pertambahan luas agroforestri.
Saran
Optimalisasi lahan tidur dengan cara ditanami jenis pohon yang memiliki kemampuan menyerap CO2 yang tinggi. Sehingga memberikan benefit yang lebih tinggi terhadap proses sequestrasi karbon di DAS Cidanau.
DAFTAR PUSTAKA
[BSN] Badan Standardisasi Nasional (ID). 2010. Klasifikasi Penutupan Lahan. SNI 7640-2010: Jakarta.
Butarbutar T. 2012. Agroforestri Untuk Adaptasi dan Mitigasi Perubahan Iklim. Analisis Kebijakan Kehutan. 9: 1-10.
Foody GM. 2002. Status of land cover classification accuracy assessment. Remote Sensing of Environment. 80(1): 185-201. doi: http://dx.doi.org/10.1016/S0034-4257(01)00295-4.
Hairiah K, Andree E, Rika RS, Subekti R. 2011. Pengukuran cadangan karbon dari tingkat lahan ke bentang lahan. Ed ke-2. Bogor (ID):World Agroforestry Centre.
Ketterings QM, Coe R, van Noordwijk M, Ambagau’ Y, Palm CA. 2001. Reducing uncertainty in the use of allometric biomass equations for predicting above-ground tree biomass in mixed secondary forests. Forest Ecology and Management. 146(1–3): 199-209. doi: http://dx.doi.org/10.1016/S0378-1127(00)00460-6.
Prasetia BT. 2007. Hubungan antara populasi penduduk dengan deforestasi, penggunaan Lahan, erosi, dan penurunan nutrisi tanah. [Skripsi]. Institut Pertanian Bogor.
Ruslono T. 2006. Model pendugaan persediaan karbon tegakan Agroforestri Untuk Pengelolaan Hutan Milik Melalui Skema Perdagangan Karbon. [Disertasi]. Institut Pertanian Bogor.
23 Lampiran 1 Rona Landsat dan dokumentasi tutupan lahan
No Tutupan Lahan Foto Landsat*
1 Hutan Lahan Kering
2 Hutan Rawa
3 Agroforestri
4 Hutan Tanaman
5 Kebun Karet
6 Semak Belukar
24
Lampiran 1 Rona Landsat dan dokumentasi tutupan lahan (lanjutan)
*
Kombinasi kanal RGB : Short wave infrared ; Near infrared ; Red
No Tutupan Lahan Foto Landsat*
8 Sawah
9 Lahan Pertanaian
10 Lahan Terbuka
11 Pemukiman
25
Lampiran 2 Matriks kesalahan uji akurasi hasil klasifikasi tutupan lahan tahun 2014
Tutupan Lahan
Titik Lapangan
Total
H Hr Af Ht Kk Sb Rr Sw Lp Lt Pm Ba
H 14 14
Hr 6 6
Af 147 1 1 149
Ht 6 12 1 19
Kk 3 3
Sb 6 6
Rr 3 3
Sw 17 17
Lp 1 1
Lt 1 1
Pm 5 1 18 24
Ba 2 1 4 7
Total 14 6 160 12 3 6 3 20 1 1 20 4 250
26
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Sukabumi Provinsi Jawa Barat pada 12 Pebruari 1992 dari ayah bernama Moelyadi dan ibu Elis Herlisa. Penulis adalah anak pertama dari tiga bersaudara. Penulis menempuh pendidikan formal di SD Negeri Ciareuy. Kemudian melanjutkan jenjang pendidikan ke SMP Negeri 1 Jampangtengah lalu ke SMA Negeri 1 Jampangengah. Melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI), penulis berhasil masuk ke IPB pada Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata.
