6 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Gas Rumah Kaca (GRK)
Pengertian gas rumah kaca dalam kaitannya dengan pemanasan global meliputi karbon dioksida (𝐶𝑂2), dinitrogen oksida (𝑁2𝑂), metan (𝐶𝐻4) dan hidrokarbon seperti (𝐶𝐹𝐶). Temperatur permukaan bumi meningkat disebabkan karena konsentrasi gas rumah kaca dalam atmosfir khususnya karbon dioksida, metan, dan nitro oksida mengalami peningkatan (Jauhiainen et al., 2004). Menurut laporan IPPC (2001) bahwa selama abad 20, terjadi peningkatan rata-rata suhu permukaan bumi sebesar 0,6 ± 0,2℃.
Efek rumah kaca, pertama kali ditemukan oleh Joseph Fourier pada tahun 1824, merupakan sebuah proses di mana atmosfer memanaskan sebuah planet. Segala sumber energi yang terdapat di bumi berasal dari matahari, sebagian besar energi tersebut berbentuk radiasi gelombang pendek, termasuk cahaya tampak. Ketika energi ini tiba di permukaan bumi, akan berubah dari cahaya menjadi panas yang menghangatkan bumi. Efek rumah kaca ini sangat dibutuhkan oleh segala makhluk hidup yang ada di bumi, karena tanpanya, planet ini akan menjadi sangat dingin. Dengan suhu rata-rata sebesar 15 °C (59 °F), bumi sebenarnya telah lebih panas 33 °C (59 °F) dari suhunya semula, jika tidak ada efek rumah kaca suhu bumi hanya -18 °C sehingga es akan menutupi seluruh permukaan bumi. Akan tetapi sebaliknya, apabila gas-gas tersebut telah berlebihan di atmosfer, akan mengakibatkan pemanasan global (Sulistyono, 2012).
Kegiatan - kegiatan manusia (anthropogenic) telah meningkat dengan sangat berarti sejak dua abad terakhir, khususnya setelah era pra – industri. Peningkatan penggunaan energi dari bahan bakar minyak untuk berbagai kegiatan manusia terutama dalam proses - proses industri, transportasi, dan kegiatan pembukaan hutan untuk keperluan pembangunan, intensifikasi budidaya tanaman serta produksi limbah, telah menyebabkan emisi gas-gas rumah kaca meningkat dengan laju yang semakin cepat. Rata global
7
konsentrasi 𝐶𝑂2di atmosfer pada awal revolusi industri (sekitar tahun 1750-an) hanya 280 ppm dan pada tahun 2006 sudah meningkat menjadi 381 ppm (Martono, 2012).
Perubahan iklim akibat pemanasan global disebabkan oleh peningkatan konsentrasi gas rumah kaca (GRK), terutama karbon dioksida (𝐶𝑂2) dan metana (𝐶𝐻4). Penyebab peningkatan GRK diantaranya adalah akibat peningkatan pembangunan dan industri berbahan bakar fosil (migas) serta alih fungsi lahan dan hutan. Salah satu sumber emisi GRK di Indonesia adalah sektor kehutanan. Emisi dari sektor kehutanan pada tahun 2009 sebesar 48% dari seluruh emisi GRK di Indonesia yang disebabkan oleh kegiatan penggunaan lahan, alih fungsi hutan dan lahan, deforestrasi, degradasi dan pembakaran (Kementrian Lingkungan Hidup, 2009).
2.2 Karbon dan Emisi Karbon
Karbon merupakan salah satu unsur yang mengalami daur ulang dalam ekosistem. Dimulai dari karbon yang ada di atmosfer berpindah melalui tumbuhan hijau (produsen), konsumen, dan organisme pengurai, kemudian kembali ke atmosfer. Di atmosfer karbon terikat dalam bentuk senyawa karbon dioksida (𝐶𝑂2). Pada setiap ekosistem, jumlah karbon yang tersimpan berbeda – beda, hal ini di sebabkan perbedaan keanekaragaman dan komplesitas komponen yang menyusun ekosistem. Komplesitas ekositem akan berpengaruh kepada cepat atau lambatnya siklus karbon yang melalui setiap komponennya. Pada ekosistem hutan hujan tropis, keanekaragaman biota (termasuk spesies tumbuhan) sangat tinggi. Sehingga, pengembaliaan karbon organik ka dalam tanah berjalan dengan cepat, dan karbon yang tersimpan dalam biomassa tumbuhan lebih besar dibandingkan dengan ekosistem lainnya (ekosistem hutan iklim sedang, padang rumput iklim sedang, dan ekosistem gurun) (Budianto, 2014).
Emisi adalah hasil kegiatan umat manusia yang meningkatkan konsentrasi gas-gas greenhouse effect seperti: karbon dioksida, metana,
8
akan menaikkan greenhouse effect yang akhirnya menambah panas suhu permukaan bumi (Ramlan. M, 2002).
Emisi karbondioksida adalah pemancaran atau pelepasan gas karbondioksida 𝐶𝑂2 ke udara. Sumber – sumber emisi 𝐶𝑂2 ini sangat bervariasi, tetapi dapat digolongkan menjadi 4 macam sebagai berikut:
• Mobile Transportation (sumber bergerak) antara lain: kendaraan bermotor, pesawat udara, kereta api, kapal bermotor dan peneganan/evaporasi gasoline.
• Stationary Combustion (sumber tidak bergerak) antara lain perumahan, daerah perdagangan, tenaga dan pemasaran industri, termasuk tenaga uap yang digunakan sebagai energi oleh industri.
• Industrial Processes (proses industri) antara lain: proses kimiawi, metalurgi, kertas dan penambangan minyak.
• Solid Waste Disposal (pembuangan sampah) antara lain: buangan rumah tangga dan perdagangan, buangan hasil pertambangan dan pertanian (Aqualdo. N. dkk, 2012).
2.3. Sekilas Tentang Hutan
Menurut Undang – Undang Republik Indonesia Nomor 41 tahun 1999, hutan adalah suatu kesatuan ekosistem berupa hamparan lahan berisi sumber daya hayati yang didominasi pepohonan dalam persekutuan alam lingkungannya, yang satu dengan lainnya tidak dapat dipisahkan. Berdasarkan fungsinya hutan dibagi menjadi tiga kelompok yaitu hutan lindung, hutan produksi dan hutan konservasi.
Hutan dianggap sebagai persekutuan antara tumbuhan dan binatang dalam suatu asosiasi biotis. Asosiasi ini bersama-sama dengan lingkungannya membentuk suatu sistem ekologis dimana organisme dan lingkungan saling berpengaruh di dalam suatu siklus energi yang kompleks. Hutan merupakan suatu masyarakat tumbuh tumbuhan dan hewan yang hidup dalam lapisan dan permukaan tanah, yang terletak pada suatu kawasan dan membentuk suatu ekosistem yang berada dalam keadaan keseimbangan dinamis (Spurr, 1973).
9
Keberadaan hutan menjadi potensi sumber daya alam yang menguntungkan bagi devisa negara. Di samping itu hutan memiliki aneka fungsi yang berdampak positif terhadap kelangsungan kehidupan manusia. Secara tidak langsung, fungsi hutan antara lain:
• Pertama, Melalui kumpulan pohon - pohonnya, hutan mampu memprduksi Oksigen (𝑂2) yang diperlukan bagi kehidupan manusia dan dapat pula menjadi penyerap karbondioksida (𝐶𝑂2) sisa hasil kegiatan manusia, atau menjadi paru – paru wilayah setempat bahkan jika dikumpulkan areal hutan yang ada di daerah tropis ini, dapat menjadi paru - paru dunia. Siklus yang terjadi di hutan, dapat mempengaruhi iklim suatu wilayah. Fungsi ini dapat disebut juga sebagai fungsi klimatologis.
• Kedua, Hutan merupakan gudang penyimpan air dan tempat menyerapnya air hujan maupun embun yang pada khirnya akan mengalirkannya ke sungai – sungai melalui mata air - mata air yang berada di hutan. Dengan adanya hutan, air hujan yang berlimpah dapat diserap dan diimpan di dalam tanah dan tidak terbuang percuma. Fungsi ini disebut juga sebagai fungsi hidrologis.
• Ketiga, Hutan merupakan tempat memasaknya makanan bagi tanaman - tanaman, dimana di dalam hutan ini terjadi daur unsur haranya (nutrien, makanan bagi tanaman) dan melalui aliran permukaan tanahnya, dapat mengalirkan makanannya ke area sekitarnya.
• Keempat, Hutan memiliki jenis kekayaan dari berbagai flora dan fauna sehingga fungsi hutan yang penting lagi adalah sebagai area yang memproduksi embrio – embrio flora dan fauna yang bakal menambah keanegaragaman hayati. Dengan salah satu fungsi hutan ini, dapat mempertahankan kondisi ketahanan ekosistem di satu wilayah.
• Kelima, Hutan mampu memberikan sumbangan alam yang cukup besar bagi devisa negara, terutama di bidang industri, selain kayu hutan juga menghasilkan bahan - bahan lain seperti damar, kopal, terpentein, kayu putih, rotan serta tanaman – tanaman obat.
10
• Keenam, Hutan juga mampu memberikan devisa bagi kegiatan turismenya, sebagai penambah estetika alam bagi bentang alam yang dimiliki. Fungsi ini disebut juga sebagai fungsi estetis.
• Ketujuh, Mencegah erosi dan tanah longsor. Akar - akar pohon berfungsi sebagai pengikat butiran – butiran tanah. Dengan ada hutan, air hujan tidak langsung jatuh ke permukaan tanah tetapi jatuh ke permukaan daun atau terserap masuk ke dalam tanah (Kusumaningtyas. R, dan Chofyan. I, 2012).
2.4 Hutan Sebagai Penyerap dan Pengolah Karbon
Hutan merupakan komponen alam yang sangat penting dalam menunjang sumber daya hayati lainnya. Kerusakan dan kepunahan hutan akan mengganggu ekosistem alam secara keseluruhan. Salah satu fungsi penting hutan dalam suatu ekosistem alam adalah proses asimilasi karbon dari udara bebas. Khusus untuk daerah tropis, estimasi kandungan karbon pada vegetasi tropis dengan menggunakan data volume sebagai dasar perhitungan. Hasil perhitungan kandungan karbon pada hutan primer yang masih utuh dapat mencapai 90 ton/ha dan hutan primer yang telah dibuka sebesar 30 Ton/ha. Namun jika digunakan biomassa, maka diperoleh data untuk hutan yang masih utuh sebesar 164 Ton/ha dan yang telah ditebang sebesar 40 ton/ha (Wanggai. F, 2009).
Tumbuhan dalam ekosistem hutan akan mengurangi karbon di atmosfer melalui proses fotosintesis dan menyimpannya dalam jaringan tumbuhan. Sampai waktunya karbon tersebut tersikluskan kembali ke atmosfer, karbon tersebut menempati salah satu dari sejumlah kantong atau kolam karbon. Semua komponen penyusun vegetasi baik pohon, semak, liana, dan epifit merupakan bagian dari biomassa atas permukaan tanah. Dibawah permukaan tanah, akar tumbuhan juga menyimpan karbon selain tanah itu sendiri. Karbon juga tersimpan pada bahan organik mati dan produk – produk biomassa seperti kayu, baik ketika masih diatas pemukaan maupun sudah berada di tempat penimbunan. Karbon dapat tersimpan dalam kantong maupun
11
kolam (pool) karbon dalam periode yang lama atau hanya sebentar (Rahim. S, dan Wahyuni. D, 2017).
Sektor kehutanan mempunyai potensi besar dalam menyerap karbon melalui penanaman, meningkatkan pertumbuhan hutan, mengurangi laju deforestasi dan kebakaran hutan. Fungsi-fungsi tersebut menunjukan hutan menjadi salah satu elemen utama sebagai pengatur suhu bumi secara secara lokal, regional dan global (Setiawan. 2015).
2.5 Biomassa
Biomassa sebagai jumlah nilai bahan organik yang hidup di atas permukaan tanah pada pohon termasuk daun, ranting, cabang, dan batang utama yang dinyatakan dalam berat kering oven ton per unit area. Biomassa tersusun oleh senyawa karbohidrat yang terdiri dari elemen karbon, hidrogen, dan oksigen yang dihasilkan dari proses fotosintesis tanaman. Kandungan biomassa pada tiap-tiap bagian pohon berbeda misalnya pada pohon komersil umumnya terdiri dari batang pohon (60 – 65%), tajuk (5%), daun dan cabang (10 – 15%) dan akar (5%). Pada bagian batang memiliki komposisi selulosa 50%, hemiselulosa 20% dan lignin 30%. Biomassa dalam hutan merupakan selisih antara hasil fotosintesis dengan konsumsi untuk respirasi dan proses pemanenan (Basahona. A, 2016).
Dalam suatu penelitian biomassa terdapat banyak istilah yang terkait dengan penelitian tersebut. Beberapa istilah tersebut diantaranya disebutkan dalam Clark (1979), sebagai berikut:
• Biomassa hutan (Forest biomass) adalah keseluruhan volume makhluk hidup dari semua spesies pada suatu waktu tertentu dan dapat dibagi ke dalam 3 kelompok utama yaitu pohon, semak dan vegetasi yang lain.
• Pohon secara lengkap (Complete tree) berisikan keseluruhan komponen dari suatu pohon termasuk akar, tunggul/tunggak, batang, cabang dan daun-daun.
12
• Tunggul dan akar (Stump and roots) mengacu kepada tunggul, dengan ketinggian tertentu yang ditetapkan oleh praktek – praktek setempat dan keseluruhan akar. Untuk pertimbangan kepraktisan, akar dengan diameter yang lebih kecil dari diameter minimum yang ditetapkan sering dikesampingkan.
• Batang di atas tunggul (Tree above stump) merupakan seluruh komponen pohon kecuali akar dan tunggul. (Dalam kegiatan forest biomass
inventories, pengukuran sering dikatakan bahwa biomassa di atas
tunggul/tunggak ditetapkan sebagai biomassa pohon secara lengkap.
• Batang (stem) adalah komponan pohon mulai di atas tunggul hingga ke pucuk dengan mengecualikan cabang dan daun.
• Batang komersial adalah komponen pohon di atas tunggul dengan diameter minimal tertentu.
• Tajuk pohon (Stem topwood) adalah bagian dari batang dari diameter ujung minimal tertentu hingga ke pucuk, bagian ini sering merupakan komponen utama dari sisa pembalakan.
• Cabang (branches) semua dahan dan ranting kecuali daun.
• Dedaunan (foliage) semua duri-diri, daun, bunga dan buah.
Dalam perkembangan, pengukuran biomassa hutan mencakup seluruh biomassa hidup yang ada di atas dan di bawah permukaan dari pepohonan, semak, palem, anakan pohon, dan tumbuhan bawah lainnya, tumbuhan menjalar dan sebagainya ditambah dengan biomassa dari tumbuhan mati seperti kayu dan serasah. Kuantitas biomassa dalam hutan merupakan selisih antara produksi melalui fotosintesis dan konsumsi. Perubahan kuantitas biomassa dapat terjadi karena suksesi alami dan oleh aktifitas manusia seperti silvikultur, pemanenan dan degradasi. Perubahan juga dapat terjadi karena adanya bencana alam (Todingan. M, 2017).
