Skripsi
Oleh :
Fuad Anas Fadzarudin 20110210021
Program Studi Agroteknologi
FAKULTAS PERTANIAN
ESTIMASI KANDUNGAN BIOMASSA DAN KARBON TERSIMPAN
PADA TEGAKAN SEBAGAI UPAYA MITIGASI PERUBAHAN IKLIM DI
TANAMAN HUTAN RAKYAT BUNDER KABUPATEN GUNUNGKIDUL
SKRIPSI
Diajukan Kepada Fakultas Pertanian Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Guna Memenuhi Syarat Memperoleh Derajat Sarjana Pertanian
Oleh :
Fuad Anas Fadzarudin 20110210021
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA YOGYAKARTA
iv
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan :
1. Karya tulis saya, skripsi ini, adalah asli dan belum pernah diajukan untuk mendapatkan gelar akademik, baik di Universitas Muhammadiyah Yogyakarta maupun di perguruan tinggi lainnya.
2. Karya tulis ada gagasan, rumusan dan penilaian saya setelah mendapatkan arahan dan saran dari Tim Pembimbing. Oleh karena itu, saya menyetujui pemanfaatan karya tulis ini dalam berbagai forum ilmiah, maupun pengembangannya dalam bentuk karya ilmiah lain oleh Tim Pembimbing,
3. Dalam karya tulis ini tidak terdapat karya atau pendapat yang telah ditulis atau dipublikasikan orang lain, kecuali secara tertulis dengan jelas dicantumkan sebagai acuan dalam naskah dengan disebutkan nama pengarang dan dicantumkan dalam daftar pustaka
4. Pernyataan ini saya buat sesungguhnya dan apabila dikemudian hari terdapat penyimpangan dan ketidak benaran dalam pernyataan ini, maka saya bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabutan gelar yang telah saya peroleh karena karya tulis ini, serta sanksi lainnya sesuai dengan norma yang berlaku di perguruan tinggi ini
Yogyakarta, 11 Januari 2016 Yang membuat pernyataan,
v
kita dan keburukan amal kita. Sholawat beserta Salam Allah semoga senantiasa tercurah kepada baginda nabi muhammad SAW. Atas rahmat serta limpahan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan di Fakultas Pertanian Universitas Muhammadiyah Yogyakarta melalui penelitian sebagai syarat memperoleh Gelar Sarjana Pertanian yang berjudul Estimasi Kandungan Biomassa Dan Karbon Tersimpan Pada Tegakan Sebagai Mitigasi Perubahan Iklim Di Tanaman Hutan Rakyat Bunder Kabupaten Gunungkidul.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penulisan skripsi ini, dan penulis berharap dari skripsi ini dapat bermanfaat bagi siapa saja yang membutuhkan dan membacanya. Dalam proses penulisan skripsi ini Penulis sangat terbantu oleh semua pihak yang telah bersedia untuk memberikan semua yang penulis butuhkan, oleh karenanya penulis mengucapkan terima kasih kepada
1. Lis Noer Aini., SP, MSi selaku pembimbing dan penguji utama yang telah mencurahkan waktu, tenaga serta pikiran dan ilmunya juga pengarahan yang tiada hentinya kepada penulis di tengah kesibukan beliau yang juga sedang melaksanakan penelitian semoga Allah memudahkan semua urusannya
2. Dr. Ir. Gunawan Budiyanto selaku pembimbing dan peguji pendamping yang selalu memotivasi dan membimbing dalam proses penulisan skripsi ini.
3. Ir. Sarjiyah. M.S selaku Dekan Fakultas Pertanian dan anggota penguji yang telah memberikan koreksi dalam penulisan skripsi ini. 4. Bapak dan Mbak Mah tercinta atas Do’a dan semua yang telah beliau
berikan kepada penulis.
5. Bapak Lukas dan semua Staf dari Dinas Kehutanan Yogyakarta serta Tanaman Hutan Rakyat Bunder
6. Teman – teman yang telah membantu dalam penelitian ini Fatra Laindah, Aditya Yudha, Ardiana Seto, Fibriliana Putri, Juna Touring, Gilang Sukma dan Yulinda yang selalu menemani dan menyemangati penulis sampai penelitian ini selesai.
7. Mas Aji atas bantuannya, penulis mengucapkan terimakasih 8. Mas Amir, Mbak Chandra, Ibu Muh Prayitno
9. Teman – teman Black Godzilla dan semua pihak yang telah membantu dalam penulisan ini yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu Wassalamualaikum Wr.Wb
Yogyakarta 11 januari 2016
vi
1. Peralatan navigasi dan orientasi. ... 25
2. Peralatan pengukuran lapangan ... 25
C.Metode Pengukuran Karbon dan Biomassa ... 26
1. Pengukuran diameter setinggi dada (D) dan tinggi pohon (H) ... 27
vii
Tabel 3. Jumlah Karbon Tersimpan Pada Setiap Plot ... 39
Tabel 4. Jumlah Serapan CO2 ... 41
Tabel 5. Stok Karbon Pada Berbagai Tipe Hutan ... 42
Tabel 6. Hasil Perhitungan Plot 1 ... 52
Tabel 7. Hasil Perhitungan Plot 2 ... 52
Tabel 8. Hasil Perhitungan Plot 3 ... 53
Tabel 9. Hasil Perhitungan Plot 4 ... 54
Tabel 10. Hasil Perhitungan Plot 5 ... 55
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar: Halaman
Gambar 1. Kerangka Pikir Penelitian... 6
Gambar 2. Siklus Karbon ... 45
Gambar 3. pengukuran diameter pohon ... 56
Gambar 4. pengukuran tinggi pohon ... 56
Gambar 5. plot pengamatan ... 56
Gambar 6. plot pengamatan ... 56
Gambar 7. Kondisi Tegakan ... 56
ix
Penelitian dengan Judul Estimasi Kandungan Biomassa dan Karbon pada Tegakan Pohon Sebagai Upaya Mitigasi Perubahan Iklim telah dilaksanakan di Tanaman Hutan Rakyat Bunder Kabupaten Gunungkidul mulai bulan Juni sampai September 2015. Penelitian ini dilaksanakan dengan mengukur diameter dan tinggi pohon dalam plot sampel ukuran 100 x 50 meter yang berjumlah 6 plot. Perhitungan jumlah biomassa dan karbon tersimpan menggunakan persamaan allometrik dari hasil pengukuran diamater dan tinggi pohon di Hutan rakyat (tegalan dan pekarangan) Desa Jatimulyo, Kec.Jatipuro, Kab. Karanganyar, JawaTengah yang dilakukan oleh BPKH Wilayah XI Jawa-Madura.
Hasil analisis dan perhitungan menunjukkan karbon yang tersimpan dalam vegetasi Tanaman Hutan Rakyat Bunder adalah sebesar 1.031.581,11 g/hektar dari jumlah biomassanya 2.242.567,62 g/hektar dan mempunyai potensi serapan CO2 sebesar 3.782.464,05 g/hektar. Jumlah biomassa yang tersimpan adalah gambaran dari produktifitas tegakan dalam menyerap CO2 melalui proses fotosintesis,
x
ABSTRACT
Global warming is one of the issues of the world today. Estimation of carbon stocks through an assessment of the amount of biomass can be performed to determine the carbon sequestration by vegetation. Carbon sequestration by vegetation could be expected to reduce the potential for global warming.
Research by Title Estimation of Biomass and Carbon Content on Tree Stands For Climate Change Mitigation Efforts have been implemented in Community Forests of Bunder Gunung Kidul regency from June to September 2015. The research was conducted by measuring the diameter and height of trees in the sample plot size of 100 x 50 meters totaled 6 plots. The calculation of the amount of biomass and carbon stored using allometric equation of the measurement results of diameter and height of trees in the community forest (moor and yards) Village Jatimulyo, Kec.Jatipuro, Kab. Karanganyar, Central Java conducted done by BPKH Region XI Java-Madura.
The results of analysis and calculations showed that the carbon stored in vegetation of Bunder forest amounted to 1,031,581.11 g / ha of total biomass 2,242,567.62 g / hectare and has the potential CO2 uptake by 3,782,464.05 g/hectare. The amount of biomass stored is an overview of the productivity of tree stands to absorb CO2 through photosynthesis.
1
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pemanasan global merupakan salah satu isu di dunia saat ini. Masalah pemanasan global ini bahkan telah menjadi agenda utama Perserikatan Bangsa-bangsa (PBB). Kontributor terbesar pemanasan global saat ini adalah karbon dioksida (CO2) dan metana (CH4) yang dihasilkan pertanian dan peternakan (terutama dari sistem pencernaan hewan-hewan ternak), Nitrogen Oksida (NO) dari pupuk, dan gas-gas yang digunakan untuk kulkas dan pendingin ruangan (CFC). Rusaknya hutan-hutan yang seharusnya berfungsi sebagai penyimpan CO2 juga makin memperparah keadaan ini karena pohon-pohon yang mati akan melepaskan CO2 yang tersimpan di dalam jaringannya ke atmosfer. Selama dekade terakhir ini emisi CO2 meningkat dua kali lipat dari 1.400 juta ton per tahun menjadi 2.900 juta ton per tahun. Sementara itu, konsentrasi CO2 di atmosfer (Wetland Internasional, 2006).
di dunia yang merupakan dampak dari pembakaran hutan dan alih fungsi lahan yang kurang tepat. Konsentrasi GRK di atmosfer meningkat sebagai akibat adanya pengelolaan lahan yang kurang tepat, antara lain adanya pembakaran vegetasi hutan dalam skala luas pada waktu yang bersamaan dan adanya pengeringan lahan gambut. Kegiatan kegiatan tersebut umumnya dilakukan pada awal alih guna lahan hutan menjadi lahan pertanian. Carbon sink berhubungan erat dengan biomassa tegakan, Jumlah biomassa suatu kawasan diperoleh dari produksi dan kerapatan biomassa yang diduga dari pengukuran diameter, tinggi, dan berat jenis pohon. Selain fungsinya secara fisik yaitu hutan sebagai penghasil kayu yang hanya sebesar 4,1 %. Menurut Darusman (2006), serapan dan penyimpanan karbon serta pengurangan CO2 di udara adalah potensi biomassa yang besar dari hutan. Biomassa dan carbon sink pada hutan tropis merupakan jasa hutan diluar potensi biofisik lainnya, 77,9 % karbon mampu di serap oleh hutan sebagai fungsi optimal hutan tersebut.
3
Karst Pegunungan Sewu yang bentangnya meliputi wilayah kabupaten Gunungkidul, Wonogiri dan Pacitan. Kabupaten Gunungkidul memiliki luas kawasan karst 13.000 km². Bentang alam kawasan karst Gunungkidul sangat unik, hal tersebut dicirikan dengan adanya fenomena di permukaan (eksokarst) dan bawah permukaan (endokarst). Fenomena permukaan meliputi bentukan positif, seperti perbukitan karst yang jumlahnya 40.000 bukit yang berbentuk kerucut. Penggunaan lahan di Gunungkidul dipengaruhi oleh kondisi geomorfologinya, yang merupakan daerah perbukitan dengan bukit – bukit kecil yang banyak jumlahnya. Sebagian besar wilayah Gunungkidul tidak terdapat aliran sungai di permukaan, sehingga penggunaan tanah Kabupaten Gunungkidul didominasi oleh pertanian lahan kering (Ranum, 2008). Selain itu sebagian besar penggunaan lahan di Gunungkidul didominasi oleh hutan rakyat dan hutan konservasi. Hutan di Gunungkidul baik hutan rakyat maupun hutan konservasi selain berfungsi untuk menjaga kondisi tanah dan siklus air juga berperan penting dalam pengendalian iklim mikro serta penyerap dan penyimpan karbon dan biomassa, Salah satu hutan konservasi yang ada di Daerah Istimewa Yogyakarta adalah Tanaman Hutan rakyat (Tahura) Bunder yang terletak di Kecamatan Patuk Kabupaten Gunungkidul, Hutan Rakyat ini merupakan salah satu hutan lindung untuk konservasi tanah di Kabupaten Gunungkidul. (Anonim,2013)http://studio3gunungkidul.blogspot.com /2013/01/karakteristik-fisik kabupaten gunungkidl.html. Di akses tanggal 25 Januari 2015.).
menjadi kawasan yang banyak dilalui berbagai macam kendaraan bermotor sehingga setiap hari banyak gas Emisi yang terbuang di Kawasan ini yang berasal dari aktifitas kendaraan bermotor. Tanaman Hutan Rakyat memiliki peranan besar dalam penyimpanan karbon dan pengurangan kadar CO2 di atmosfer. Hal ini dikarenakan umur masak tebang vegetasi sistem hutan yang relatif panjang sehingga manfaat penyerapan kadar CO2 di atmosfer melalui proses fotosintesis juga relatif lama. Pohon dalam hutan akan menyerap karbon yang ada di udara selama proses fotosintesis, namun ketika dalam proses fotosintesis, CO2 dari atmosfer diikat oleh vegetasi dan disimpan dalam bentuk biomassa. Umur vegatasi Tanaman Hutan Rakyat di Gunungkidul yang lama ini menyimpan stok karbon dalam bentuk biomassa di dalam bagian vegetasi sistem hutan yang nantinya dapat diestimasi menggunakan pendekatan persamaan alometrik untuk mendapatkan stok karbonya
B. Rumusan Masalah
Saat ini konsentrasi GRK seperti karbon dioksida (CO2), metana (CH4) dan nitrous oksida (N2O) sudah mencapai tingkat yang membahayakan iklim bumi dan keseimbangan ekosistem.
5
inilah yang memicu tuduhan bahwa kerusakan hutan tropik telah menyebabkan pemanasan global (Otto Soemarwoto, 2001 dalam Wahyu dkk., 2006).
Pemanasan global ini akan mempunyai dampak yang besar terhadap kesejahteraan manusia pada umumnya, bahkan telah menyebabkan terjadinya berbagai bencana alam di belahan dunia, seperti kenaikan permukaan laut, meningkatnya badai atmosferik, bertambahnya jenis dan populasi organisme penyebab penyakit (Soedomo, 2001). Sebagian peneliti bahkan mengatakan jika pemanasan global ini terus meningkat, dalam waktu 50 tahun lagi, seperempat atau lebih dari kehidupan di muka bumi ini mungkin akan binasa (Soemarwoto, dkk., 1992).
Data jumlah biomassa dan stok karbon adalah salah satu komponen penting untuk mengupayakan pengurangan emisi dari pembabatan dan penurunan fungsi hutan (Gibbs et al., 2007).
C. Tujuan
Tujuan penelitan ini adalah untuk mendapatkan jumlah karbon tersimpan di Tanaman Hutan Rakyat Bunder sebagai salah satu cara untuk mengendalikan emisi Gas Rumah Kaca terutama Karbon di atmosfer yang berpotensi menyebabkan pemanasan global
D. Manfaat
dalam pengembangan ekologi hutan rakyat serta dapat memberikan informasi kepada masyarakat tentang daya serap karbon tegakan pohon.
E. Luaran
Luaran dari penelitian ini adalah menyajikan data tentang jumlah karbon yang
tersimpan di Tanaman Hutan Rakyat serta memberikan informasi mengenai penaksiran
stok karbon hutan. Menyediakan data ilmiah sebagai pertimbangan dalam pengambilan
kebijakan terkait dengan negosiasi perdagangan karbon (carbon trade) dunia.
F. Batasan Studi
Penelitian ini dilaksanakan dengan menitikberatkan pada penghitungan stok karbon dan biomassa serta kondisi iklim mikro di Tanaman Hutan Rakyat Wonosari Gunungkidul.
G. Kerangka Pikir
Pelaksanaan penelitian ini menggunakan kerangka pikir sebagai berikut :
Gambar 1. Kerangka Pikir Penelitian Perubahan Iklim
Global Peningkatan
Konsentrasi GRK
Peningkatan Suhu Bumi
Pengendalian
Karbon Hutan konservasi
Pengendalian Iklim Mikro
Penghitungan Biomassa
Stok Karbon Pengurangan
7
Perubahan iklim global dipengaruhi oleh meningkatnya konsentrasi Gas Rumah Kaca (GRK) yang menyebabkan meningkatnya suhu di bumi. Pemanasan global ini terjadi ketika GRK di atmosfer bertambah konsentrasinya, bertambahnya konsentrasi GRK ini disebabkan antara lain kegiatan industri, penggunaan bahan bakar fosil yang semakin meningkat serta pembukaan hutan sebagai pemukiman. Karbon dioksida, Cloroflourocarbon (CFC), dan metan merupakan gas polutif yang terakumulasi di udara dan menghambat pantulan panas matahari ke atmosfir, karena secara alami panas matahari yang terpancar ke bumi akan diserap oleh bumi itu sendiri dan sebagian digunakan makhluk hidup sebagai sumber energi, sedangkan sisanya dipantulkan lagi ke atmosfir, namun karena jumlah gas polutan di udara yang disebut GRK ini konsentrasinya semakin meningkat sehingga pantulan panas matahari terhalang dan menyebabkan suhu di bumi menjadi naik.
Emisi utama yang termasuk dalam GRK adalah Karbon monoksida, Karbon monoksida yang bebas di atmosfer akan mengikat Oksigen menjadi Karbon dioksida. Karbon yang lepas ke atmosfer dapat disimpan dalam bentuk Carbon sink, karbon disimpan oleh vegetasi yang ada di permukaan bumi dalam bentuk biomassa pada vegetasi tersebut, salah satu bentuk vegetasi yang berperan penting dalam penyimpanan karbon adalah vegetasi hutan. Selain berfungsi sebagai penyimpanan stok karbon hutan juga berfungsi sebagai pengendali iklim mikro dan penyeimbang siklus hidrologi.
laju peningkatan per tahun 1.5 ppmv. Indonesia sendiri saat ini berada dalam urutan ketiga negara penghasil emisi CO2 terbesar di dunia. Indonesia berada di bawah Amerika Serikat dan China, dengan jumlah emisi yang dihasilkan mencapai dua miliar ton CO2 per tahunnya atau menyumbang 10% dari emisi CO2 di dunia (Aufa ,dkk.,2012).
9
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Karbon
Karbon atau zat arang merupakan unsur kimia yang mempunyai simbol C dan nomor atom 6 pada tabel periodik. Sebagai unsur golongan 14 pada tabel periodik, karbon merupakan unsur non-logam dan bervalensi 4 (tetravalen), yang berarti bahwa terdapat empat elektron yang dapat digunakan untuk membentuk ikatan kovalen. Terdapat tiga macam isotop karbon yang ditemukan secara alami, yakni 12C dan 13C yang stabil, dan 14C yang bersifat radioaktif denganwaktu paruh peluruhannya sekitar 5730 tahun.Karbon merupakan salah satu dari di antara beberapa unsur yang diketahui keberadaannya sejak zaman kuno. Istilah karbon berasal dari bahasa Latin Carbo, yang berarti batu bara (anonim, 2015. http://www.amazine.co/25967/karbon-c-fakta-sifat-kegunaan-efek-kesehatannya/ . diakses tanggal 25 Januari 2015).
Karbon merupakan komponen penting penyusun biomassa tanaman. Hasil rangkuman berbagai studi terhadap berbagai jenis pohon diperkirakan kadar karbon sekitar 45–46% bahan kering dari tanaman (Brown, 1997). Menurut Kumar dan Nair (2011), tempat penyimpanan utama karbon adalah dalam biomassa pohon (termasuk bagian atas yang meliputi batang, cabang, ranting, daun, bunga dan buah, bagian bawah yang meliputi akar), bahan organik mati (nekromassa), serasah, tanah, dan yang tersimpan dalam bentuk produk kayu.
batang, daun, akar, buah, juga pada daun-daun kering yang telah berguguran. Sebagian karbon pada tumbuhan membentuk suatu zat yang disebut hidrat arang atau karbohidrat. Hidrat arang merupakan zat yang sangat dibutuhkan oleh manusia maupun hewan sebagai sumber tenaga dan pertumbuhan. Karbon dari tumbuhan berpindah ke tubuh manusia dan hewan ketika mereka memakannya. Maka karbon pun menyebar ke seluruh bagian tubuh menjadi bagian-bagian dari tulang, kuku, daging dan kulit. Karbon juga tersimpan dalam perut bumi sebagai batu kapur, grafit, intan, minyak bumi, gas alam, batu bara dan tanah gambut (Tugas Suprianto ,dkk., 2012)
Karbon yang berasal dari makhluk hidup seperti batubara dan minyak bumi disebut karbon organik. Adapun yang bukan berasal dari makhluk hidup seperti batu kapur disebut karbon anorganik (Tugas Suprianto,dkk., 2012)
Batubara dan minyak bumi merupakan cadangan karbon atau sumber karbon yang ada di bumi. Batubara terbentuk dari tumbuhan mati yang telah tertimbun tanah selama jutaan tahun. Sedangkan minyak bumi terbentuk dari hewan-hewan yang mati jutaan tahun lalu, sebagian jasadnya berubah menjadi karbon yang tersimpan dalam minyak bumi (Tugas Suprianto,dkk., 2012)
11
1. Ciri-ciri dan sifat
Karbon memiliki beberapa jenis alotrop, yang paling terkenal adalah grafit, intan, dan karbon amorf. Sifat-sifat fisika karbon bervariasi bergantung pada jenis alotropnya. Sebagai contohnya, intan berwarna transparan, sedangkan grafit berwarna hitam dan kusam. Intan merupakan salah satu materi terkeras di dunia, sedangkan grafit cukup lunak untuk meninggalkan bekasnya pada kertas. Intan memiliki konduktivitas listik yang sangat rendah, sedangkan grafit adalah konduktor listrik yang sangat baik. Di bawah kondisi normal, intan memiliki konduktivitas termal yang tertinggi di antara materi-materi lain yang diketahui. Semua alotrop karbon berbentuk padat dalam kondisi normal, tetapi grafit merupakan alotrop yang paling stabil secara termodinamik di antara alotrop-alotrop lainnya (Susilo , 1993 dalam Anonim, 2015. http://www.amazine.co/25967/karbon-c-fakta-sifat-kegunaan-efek-kesehatannya/ . diakses tanggal 25 Januari 2015)
Sumber karbon anorganik terbesar terdapat pada batu kapur, dolomit, dan karbon dioksida, sedangkan sumber organik terdapat pada batu bara, tanah gambut, minyak bumi, dan klatrat metana. Karbon dapat membentuk lebih banyak senyawa dibandingkan unsur-unsur lainnya, dengan hampir 10 juta senyawa organik murni yang telah dideskripsikan sampai sekarang (Susilo,1993 dalam Anonim, 2015. http://www.amazine.co/25967/karbon-c-fakta-sifat-kegunaan-efek-kesehatannya/ . diakses tanggal 25 Januari 2015)
Karbon juga diperkirakan mempunyai bentuk keempat, yaitu karbon Ceraphite (serafit) yang merupakan bahan terlunak, sedangkan berlian bahan yang terkeras. Grafit ditemukan dalam dua bentuk: alfa dan beta. Mereka memiliki sifat identik, kecuali struktur kristal mereka. Grafit alami dilaporkan mengandung sebanyak 30% bentuk beta, sedangkan bahan sintesis memiliki bentuk alfa. Bentuk alfa hexagonal dapat dikonversi ke beta melalui proses mekanikal, dan bentuk beta kembali menjadi bentuk alfa dengan cara memanaskannya pada suhu di atas 1000 derajat Celcius. Pada tahun 1969, ada bentuk alotropik baru karbon yang diproduksi pada saat sublimasi grafit pirolotik (pyrolytic gaphite) pada tekanan rendah.
13
karbon jarang bereaksi di bawah kondisi yang normal. Di bawah temperatur dan tekanan standar, karbon tahan terhadap segala oksidator terkecuali oksidator yang terkuat. Karbon tidak bereaksi dengan asam sulfat, asam klorida, klorin, maupun basa lainnya
2. Keberadaan di alam
Karbon dioksida ditemuka di atmosfer bumi dan terlarut dalam air. Karbon juga merupakan bahan batu besar dalam bentuk karbonat unsur-unsur berikut: kalsium, magnesium, dan besi. Batubara, minyak dan gas bumi adalah hidrokarbon. Karbon sangat unik karena dapat membentuk banyak senyawa dengan hidrogen, oksigen, nitrogen dan unsur-unsur lainnya. Dalam banyak senyawa ini atom karbon sering terikat dengan atom karbon lainnya. Ada sekitar sepuluh juta senyawa karbon, ribuan di antaranya sangat vital bagi kehidupan. Tanpa karbon, basis kehidupan menjadi mustahil. Walau silikon pernah diperkirakan dapat menggantikan karbon dalam membentuk beberapa senyawa, sekarang ini diketahui sangat sukar membentuk senyawa yang stabil dengan untaian atom-atom silikon.
Beberapa senyawa-senyawa penting karbon adalah karbon dioksida (CO2), karbon monoksida (CO), karbon disulfida (CS2), kloroform (CHC13), karbon tetraklorida (CC14), metana (CH4), etilen (C2H4), asetilen (C2H2) benzena (C6H6), asam cuka(C3COOH) dan turunan – turunannya.
3. Manfaat
logam menjadi logam. Reaksi ini bersifat eksotermik dan digunakan dalam industri besi dan baja untuk mengontrol kandungan karbon dalam baja:
Fe3O4+ 4 C(s) → 3 Fe(s) + 4 CO(g)
Pada temperatur tinggi, karbon yang dicampur dengan logam tertentu akan menghasilkan karbida logam, seperti besi karbida sementit dalam baja, dan tungsten karbida yang digunakan secara luas sebagai abrasif.
Pada tahun 2009, grafena diketahui sebagai material terkuat di dunia yang pernah diujicobakan. Walaupun demikian, proses pemisahan grafena dari grafit masih belum cukup ekonomis untuk digunakan dalam proses industri.
Dalam pertanian karbon penting sebagai pembangun bahan organik karena sebagian besar bahan kering tanaman terdiri dari bahan organik, diambil tanaman berupa CO2.
B. Carbon Stock
Carbon Stock adalah cadangan karbon yang terdapat di alam, menurut Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Lima sumber karbon yaitu : Biomas di atas tanah (above ground biomass), Biomas di bawah tanah (below ground biomass), Pohon yang mati (dead wood), Seresah (litter), Tanah (Soil).
Dalam estimasi karbon hutan, carbon pool yang diperhitungkan setidaknya ada 4 kantong karbon. Keempat kantong karbon tersebut adalah biomassa atas permukaan, biomassa bawah permukaan, bahan organik mati dan karbon organik tanah.
15
hutan adalah tonC/ha, sedangkan fluks karbon adalah tonC/ha/tahun (Nabuurs ,dkk., 1995).
Nur Masripatin, dkk.. (2010) dalam Dalam Pedoman Pengukuran Karbon untuk mendukung Penerapan REDD+ di Indonesia, menjelaskan bahwa ada lima sumber karbon yang disepakati dalam perhitungan emisi adalah biomasa di atas tanah (above ground biomass), biomasa di bawah tanah (below ground biomass), sisa-sisa kayu mati (necromass), serasah (litter) dan tanah (soil).
Biomassa atas permukaanadalah semua material hidup di atas permukaan. Biomassa yang menjadi bagian dari kantong karbon ini adalah batang, tunggul, cabang, kulit kayu, biji dan daun dari vegetasi baik dari 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 sebab akar tumbuhan dengan diameter yang lebih kecil dari ketentuan cenderung sulit untuk dibedakan dengan bahan organik tanah dan serasah.
organik tanah mencakup karbon pada tanah mineral dan tanah organik termasuk gambut.
Hutan, tanah laut dan atmosfer semuanya menyimpan karbon yang berpindah secara dinamis diantara tempat-tempat penyimpanan tersebut sepanjang waktu. Tempat penyimpanan ini disebut dengan kantong karbon aktif (active carbon pool).
Penggundulan hutan akan mengubah kesetimbangan karbon dengan meningkatkan jumlah karbon yang berada di atmosfer dan mengurangi karbon yang tersimpan di hutan, tetapi hal ini tidak menambah jumlah keseluruhan karbon yang berinteraksi dengan atmosfer. Simpanan karbon lain yang penting adalah deposit bahan bakar fosil. Simpanan karbon ini tersimpan jauh di dalam perut bumi dan secara alami terpisah dari siklus karbon di atmosfer, kecuali jika simpanan tersebut diambil dan dilepaskan ke atmosfer ketika bahan-bahan tersebut dibakar semua pelepasan karbon dari simpanan ini akan menambah karbon yang berada di kantong karbon aktif (activecarbon pool).
17
merupakan penyimpan karbon selain tanah itu sendiri. Pada tanah gambut, jumlah simpanan karbon mungkin lebih besar dibandingkan dengan simpanan karbon yang ada di atas permukaan. Karbon juga masih tersimpan pada bahan organik mati dan produk-produk berbasis biomassa seperti produk kayu baik ketika masih dipergunakan maupun sudah berada di tempat penimbunan. karbon dapat tersimpan dalam kantong karbon dalam periode yang lama atau hanya sebentar. Peningkatan jumlah karbon yang tersimpan dalam karbon pool ini mewakili jumlah karbon yang terserap dari atmosfer.
Karbon direduksi oleh vegetasi dalam hutan melalui mekanisme sekuestrasi, yaitu bagian dari proses fotosintesis. Penyerapan karbon dari atmosfer dan penyimpanannya dalam beberapa kompartemen seperti tumbuhan, serasah dan materi organik tanah (Kurniatun H dan Rahayu., 2007). Karbon yang diserap tumbuhan selama fotosintesis, bersama sama dengan nutrien yang diambil dari tanah, menghasilkan bahan baku untuk pertumbuhan (Setyawan, ,dkk., 2002).
C. Biomassa
Sutaryo (2009), mendefinisikan Biomassa merupakan Keseluruhan materi yang berasal dari makhluk hidup, termasuk bahan organik baik yang hidup maupun yang mati, baik yang ada di atas permukaan tanah maupun yang ada di bawah permukaan tanah, misalnya pohon, hasil panen, rumput, serasah, akar, hewan dan sisa /kotoran hewan.
Biomassa adalah total berat atau volume organisme dalam suatu area atau volume tertentu (a glossary by the IPCC,1995). Biomassa juga didefinisikan sebagai total jumlah materi hidup di atas permukaan pada suatu pohon dan dinyatakan dengan satuan ton berat kering per satuan luas (Brown, 1997).
Di permukaan bumi ini, kurang lebih terdapat 90 % biomassa yang terdapat dalam hutan berbentuk pokok kayu, dahan, daun, akar dan sampah hutan (serasah), hewan, dan jasad renik (Arifin A, 2005 dalam Wahyu, ,dkk., 2006). Biomassa ini merupakan tempat penyimpanan karbon dan disebut rosot karbon (carbon sink).
Sejalan dengan perkembangan isu yang terkait dengan biomassa hutan, maka penelitian atau pengukuran biomassa hutan mengharuskan pengukuran biomassa dari seluruh komponen hutan. Dalam perkembangannya, 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, liana, epifit dan sebagainya ditambah dengan biomassa dari tumbuhan mati seperti kayu dan serasah.
19
keseluruhan karbon hutan, sekitar 46% diantaranya terseimpan dalam vegetasi hutan. Sebagai konsekuensi, jika terjadi kerusakan hutan, kebakaran, pembalakan akan menambah jumlah karbon di atmosfer (Sutaryo, 2009).
Biomassa menunjukkan jumlah potensial karbon yang dapat dilepas ke atmosfer sebagai karbon dioksida ketika hutan ditebang dan atau dibakar. Sebaliknya, melalui penaksiran dapat dilakukan perhitungan jumlah karbondioksida yang dapat diikat dari atmosfer dengan cara melakukan reboisasi atau dengan penanaman (Brown, 1997). Besarnya biomassa tegakan hutan dipengaruhi oleh umur tegakan hutan, sejarah perkembangan vegetasi, komposisi dan struktur tegakan (Lugo dan Snedaker,1974 dalam Kusmana, 1993). Faktor iklim, seperti curah hujan dan suhu merupakan faktor yang mempengaruhi laju peningkatan biomassa pohon (Kusmana, 1993). Faktor – faktor iklim tersebut dapat berdampak pada proses biologi dalam pengambilan karbon oleh tanaman dan penggunaan karbon dalam aktivitas dekomposisi (Murdiyarso, dkk., 1999).
terjadi (Murdiyarso, dkk., 1999). Selain itu menurut (Kurniatun H, dkk., 2001), potensi penyerapan karbon oleh ekosistem tergantung pada tipe dan kondisi ekosistemnya yaitu komposisi jenis, struktur, dan sebaran umur (khusus untuk hutan).
Biomassa tersusun dari senyawa karbohidrat yang terdiri dari elemen karbon, hidrogen, dan oksigen yang dihasilkan dari proses fotosintesis tanaman. Menurut Kraenzel (2003) potensi biomassa pada berbagai bagian pohon Jati yang berumur 20 tahun berbeda yaitu bagian batang sebesar 65,28%, cabang 16,76%, ranting 1,28%, daun 3,01%, akar 13,41% dan bunga 0,26%. White dan Plaskett (1981) dalamLangi (2007) menyatakan bahwa pohon pada bagian batang memiliki komposisi selulosa 46%, hemiselulosa 20% dan lignin 30%. Jumlah total biomassa tumbuhan suatu area dapat bertambah karena tumbuhan menyerap CO2 dari udara dan mengubah zat tersebut menjadi bahan organik melalui proses fotosintesis.
Pendugaan biomassa bisa didekati dengan dua cara (Brown, 1997). Pendekatan pertama dilakukan berdasarkan pendugaan volume batang kayu berkulit sampai batang bebas cabang, kemudian diubah menjadi kerapatan biomassa (ton/hektar) dengan mengalikan dengan faktor ekspansi biomassa. Pendekatan kedua dilakukan dengan menggunakan alometrik persamaan regesi biomassa. Persamaan alometrik biomassa pohon pada umumnya menggunakan hubungan antara biomassa pohon (kg/hektar) dengan diameter setinggi dada (dbh) (cm) atau tinggi pohon (m). Hubungan tersebut dapat dinyatakan sebagai bentuk:
21
Y adalah biomassa pohon, D adalah diameter setinggi dada, T adalah tinggi pohon, a, b dan c adalah konstanta.
D. Iklim mikro
Iklim mikro merupakan kondisi iklim pada suatu ruang yang sangat terbatas, tetapi komponen iklim ini penting artinya bagi kehidupan manusia, tumbuhan dan hewan, karena kondisi udara pada skala mikro ini yang akan berkontak langsung dengan (dan mempengaruhi secara langsung) makhluk-makhluk hidup tersebut. Makhluk hidup tanggap terhadap dinamika atau perubahan-perubahan dari unsur-unsur iklim di sekitarnya. Keadaan unsur-unsur-unsur-unsur iklim ini akan mempengaruhi tingkah laku dan metabolisme yang berlangsung pada tubuh makhluk hidup, sebaliknya, keberadaan makhluk hidup tersebut (terutama tumbuhan) akan pula mempengaruhi keadaan iklim mikro di sekitarnya. Antara makhluk hidup dan udara di sekitarnya akan terjadi saling pengaruh atau interaksi satu sama lain (Benyamin L, 2002).
Hubungan antara hutan dan iklim mikro telah banyak dibahas secara ilmiah, hubungan saling ketergantungan antara satu sama lain menyebabkan banyak aspek yang dapat dikaji dan diteliti, salah satunya jika terjadi perubahan penggunaan lahan dari hutan menjadi non hutan.
sangat kompleks dan masih membutuhkan penelitian lebih lanjut (Larsen and MacDonald 1998; Drobyshev 2004).
Peranan hutan sebagai pengatur iklim mikro pada lingkungan di sekitarnya sangat penting. Tiap kondisi hutan akan memiliki kemampuan yang berbeda dalam hal mengaturiklim mikro pada suatu lingkungan hutan, misalnya temperatur udara, kelembaban udara,penerimaan cahaya matahari, dan defisit tekanan uap air.
Timbulnya iklim mikro disebabkan oleh adanya perbedaan- perbedaan dari keadaan cuaca dan iklim yang cukup besar terutama proses sifat fisik lapisan atmosfer (Hassan, 1970). Menurut Anwar (1983), temperatur udara dekat permukaan tanah sangat dipengaruhi oleh besarnya radiasi matahari yang diserap oleh permukaan tanah itu sendiri. Radiasi yang diterima permukaan tanah pada siang hari, sebagian digunakan untuk memanaskan dan merambatkan ke bagian yang lebih dalam dan sebagian lagi diradiasikan kembali dalam bentuk gelombang panas yang memanaskan udara dan menguapkan air. Energi radiasi matahari pendek yang merambat ke dalam tanah diubah menjadi energi panas dalam tanah yang akan mempengaruhi temperatur tanah tersebut.
23
dipandang sebagai sesuatu yang kompleks dan peka terhadap pengaruh iklim misalnya pemanasan, kelembaban, penyinaran matahari, dan lain-lain. Tanpa unsur-unsur iklim ini, pada umumnya pertumbuhan tanaman akan terhambat, meskipun ada beberapa tanaman yang dapat menyesuaikan diri untuk tetap hidup dalam periode yang cukup lama jika kekurangan salah satu faktor tersebut. Unsur-unsur iklim yang mempengaruhi pertumbuhan tanaman ialah curah hujan, suhu, angin, sinar matahari, kelembaban, dan evapotranspirasi.
Unsur iklim mikro seperti curah hujan, kelembaban relatif dan temperatur merupakan unsur yang menunjukkan adanya perubahan pola iklim mikro di suatu wilayah jika terjadi perubahan pada penggunaan lahan dan perubahan luas hutan dan vegetasi (Larjavaara, 2005). Perubahan iklim mikro juga akan mempegaruhi keberadaan hutan di wilayah tersebut karena tumbuhan memiliki ketergantungan yang besar terhadap keadaan iklim dan cuaca (Spittlehouse, 2005).
Menurut Jumin (1989), temperatur udara dapat mempengaruhi iklim mikro tanaman. Pada prinsipnya temperatur yang dibutuhkan oleh organ tanaman diekspos dari matahari dan digunakan untuk beberapa proses. Temperatur akan mengaktifkan proses fisik dan proses kimia pada tanaman. Energi panas dapat menggiatkan reaksi-reaksi biokimia pada tanaman atau reaksi fisiologis dikontrol oleh selang temperatur tertentu. Temperatur meningkatkan perkembangan tanaman sampai batas tertentu.
nisbi lebih penting peranannya daripada kelembaban mutlak. Kelembaban nisbi bervariasi dari satu tempat ke tempat lain dan dari waktu ke waktu, karena dipengaruhi oleh faktor meteorologi dan fisiologi tanaman seperti transpirasi, respirasi dan fotosintesis. Kelembaban nisbi rendah secara morfologis mempengaruhi endapan lilin yang tebal. Kondisi ini secara fisiologis mempengaruhi kecepatan transpirasi (Jumin, 1989).
25
III. METODE PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Mei sampai September 2015 di Tanaman Hutan Rakyat Bunder Wonosari Gunungkidul.
B. Alat dan Bahan
Obyek penelitian ini adalah tegakan pohon yang ada di dalam Tanaman Hutan
Rakyat Bunder dan alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah
1. Peralatan navigasi dan orientasi. a. Peta
Peta yang digunakan adalah peta kawasan Tanaman Hutan Rakyat Bunder untuk menentukan titik – titik pengambilan sampel dan pembuatan plot .
b. GPS dan kompas
GPS digunakan untuk menentukan lokasi terutama pada penentuan plot permanen. Kompas digunakan untuk menentukan arah pembuatan jalur atau arah menuju lokasi plot.
2. Peralatan pengukuran lapangan a. Pita pengukur
Pita pengukur panjang untuk mengukur plot dan pita pengukur pendek untuk mengukur diameter pohon.
b. Klinometer
c. Timbangan pegas
Digunakan untuk menimbang sampel di lapangan.
d. Tali
Ada dua jenis tali yang digunakan dalam penelitian ini yaitu tali berwarna untuk membatasi areal plot dan tali berwarna berukuran 50m atau 100 m untuk membuat transek garis.
C. Metode Pengukuran Karbon dan Biomassa
Pada penelitian ini untuk mengetahui besarnya karbon tersimpan pada Tanaman Hutan Rakyat Bunder yang digunakan adalah metode destruktif sampling dengan cara pendekatan untuk menaksir jumlah karbon yang tersimpan. Pendekatan yang digunakan adalah dengan menggunakan persamaan alometrik, Metode allometrik merupakan metode pengukuran pertumbuhan tanaman yang dinyatakan dalam bentuk hubungan-hubungan eksponensial atau logaritma antar organ tanaman yang terjadi secara harmonis dan perubahan secara proporsional (Parresol, 1999). Metode allometrik ini pertama kali ditemukan oleh Kittredge (1944) dalam bentuk formulasi logaritmik yaitu
Y = aXb Dimana :
Y = variabel terikat (dalam hal ini kandungan biomass)
X = variabel bebas (dalam hal ini dapat berupa diameter batang atau tinggi pohon)
a, b = konstanta.
27
1. Kandungan karbon vegetasi pohon = 0.5 x berat biomassa (Brown,S. And Lugo, A.E. , 1984)
2. kandungan karbon hutan = 80% x berat arang (Bansal, et al., 1988) 3. Biomassa Batang = volume batang x kerapatan kayunya (wood density) 4. Total above ground biomass (biomassa pohon di atas tanah) = biomassa
batang x BEF (Biomass Expantion Factor).
Pengumpulan data dilakukan melalui pengamatan langsung pada objek di lokasi penelitian dan di laboratorium meliputi :
1. Pengukuran diameter setinggi dada (D) dan tinggi pohon (H)
Dilakukan pengukuran tinggi pohon (H) dan diameter batang setinggi dada (D) pada pohon-pohon sampel yang dipilih. Pengukuran tinggi pohon dilakukan pada saat berdiri dengan menggunakan klinometer, dan diameter batang setinggi dada.
2. Hubungan antara diameter batang pohon (D) dengan tinggi total pohon (H) Hubungan antara D dan H dinyatakan dalam bentuk kurva hiperbolik sebagaimana yang pernah dilakukan oleh Ogawa et al., 1965, dan Yamakura et al., 1986, dalam bentuk persmaan sebagai berikut:
1
H adalah tinggi pohon dinyatakan dalam meter
D adalah diameter batang setinggi dada (130 cm dari atas tanah dalam satuan cm);
A,h,Hmax adalah keoefisien-koefisien spesifik (coefficients specific) untuk jenis pohon yang diteliti.
29
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Biomassa
Berdasarkan pengukuran data diameter batang setinggi dada dan tinggi pohon untuk jenis Mahoni, Jati dan Akasia dari berbagai variasi ukuran, diperoleh data tinggi pohon total (H) dan diameter batang (D). Tinggi pohon diperoleh dengan mengukurnya dengan menggunakan klinometer, yaitu dengan cara mengukur jarak pengamat terhadap pohon yang akan diukur tingginya kemudian klinometer diarahkan ke pucuk dari pohon yang akan diukur untuk mendapatkan sudut elevasinya, sehingga didapat nilai dari derajat elevasi, dengan mengalikan jarak pengamat terhadap pohon yang diamati dan menambahkan tinggi pengamat maka didapat perkiraan tinggi pohon, jika dirumuskan mengukur tinggi pohon dengan klinometer adalah sebagai berikut
Tinggi Tanaman = C + B
Dimana C = Tanα x A
C : Tinggi hasil perhitungan pytagoras
α : Sudut elevasi
A : Jarak dari pohon ke pengamat dan B : Tinggi pengamat.
digunakan rumus 2
π
r dimana r = �� , karena keliling = 2
π
r maka untuk mendapatkan diameternya yaitu D = 2r. Dengan menggunakan rumusan tersebut maka didapat hasil pengukuran tinggi pohon dan diameter pohon seperti pada tabel berikut :Tabel 1. Hasil Pengukuran Diameter Dan Tinggi Pohon
Dari data hasil pengukuran tinggi dan diameter pohon di Tanaman Hutan Rakyat Bunder diketahui bahwa rata – rata diameter pohon di hutan ini adalah 33,34 cm sedangkan untuk tingginya rata – rata adalah 1.405,02 cm. Data tersebut digunakan untuk mengetahui jumlah biomassa yang tersimpan pada tanaman karena tinggi pohon dan diameter pohon adalah faktor yang berpengaruh untuk menaksir jumlah biomassa yang terkandung sehingga dengan mengetahui jumlah biomassa yang terkandung pada tanaman dapat diketahui jumlah karbon yang tersimpan pada tegakan tanaman. Dalam kegiatan inventore hutan, pengukuran diameter dilakukan setinggi dada pada kondisi pohon berdiri. Pengukuran setinggi dada relatif mudah untuk dilakukan dan memiliki korelasi yang kuat dengan parameter lainnya seperti luas bidang dasar dan volume batang. Pengukuran diameter setinggi dada ini dilakukan karena pada saat pengukuran cara ini cukup praktis dan nyaman selain itu kebanyakan pohon pengukuran diameter setinggi
No Plot Dbh Rata – Rata (Cm) Tinggi Rata – Rata (Cm)
1 I 30,57 1.546,13
2 II 32,80 731,25
3 III 34,15 1.310,46
4 IV 36,19 1.651,88
5 V 34,44 1.586,93
6 VI 31,89 1.603,50
31
dada ini bebas dari pengaruh banir (Muhdin, 2003). DBH pada umumnya memiliki hubungan yang cukup erat dengan peubah-peubah (dimensi) pohon lainnya.
Untuk mendapatkan nilai total biomassa pada tegakan pohon digunakan persamaan allometrik, persamaan allometrik ini disusun dengan mencari hubungan tinggi pohon dan diameter pohon setinggi dada, akan tetapi persamaan allometrik yang digunakan pada penelitian ini adalah dengan melakukan pendekatan pada persamaan yang telah didapat pada penelitian sebelumnya yaitu persamaan allometrik yang diperoleh dari penelitiaan pohon Jati, Mahoni dan Akasia di Hutan rakyat (tegalan dan pekarangan) Desa Jatimulyo, Kec.Jatipuro, Kab. Karanganyar, JawaTengah oleh BPKH Wilayah XI Jawa-Madura dengan Forest Governance and Multistakeholder Forestry Progme (MFP II). Persamaan allometrik untuk ketiga jenis pohon tersebut adalah
Bt = 0,9029(D2.H)0,6840 untuk pohon Mahoni Bt = 0,0149(D2.H)1,0835 untuk pohon Jati
Bt = 0,0775(D2.H )0,9018 untuk pohon Akasia Bt : Biomassa total
D : Diameter pohon H : Tinggi pohon
Sumber : BPKH Wilayah XI Jawa-Madura dengan Forest Governance and Multistakeholder Forestry Programme (MFP II)
Untuk mendapatkan nilai dari potensi biomassa yang terkandung pada tegakan pohon di Tanaman Hutan Rakyat Bunder maka data yang telah diperoleh kemudian dimasukkan dalam persamaan Allometrik. Metode Allometrik merupakan metode dimana pengukuran pertumbuhan tanaman dinyatakan dalam bentuk hubungan – hubungan eksponensial atau logaritma antar organ tanaman yang terjadi secara harmonis dengan perubahan secara proporsional (Fitrianus., 2007 dalam Muhammad Isa., 2009). Persamaan allometrik merupakan model matematika sederhana yang memperlihatkan hubungan antara biomassa pohon di atas permukaan tanah dengan komponen yang dapat diukur seperti diameter pohon atau tinggi pohon, mengacu pada model persamaan allometrik tersebut diperoleh jumlah kandungan biomassa sebagaimana tersaji pada tabel di bawah ini yaitu. Tabel 2. Berat Biomaasa Pada Tegakan Pohon
No Plot Berat Biomassa (g)
1 I 528.058,8
2 II 50.161,34
3 III 132.956,82
4 IV 123.045,99
5 V 163.536,63
6 VI 123.524,28
BeratTotal Biomassa 1.121.283,86
Berat biomassa yang terkandung dalam setiap plot diperoleh dengan menghitung Volume biomassa dikalikan berat jenis (BJ) kayu yang diukur. Berat jenis (BJ) dari masing – masing kayu tersebut adalah:
BJ pohon Jati = 0,705 g/cm3 , BJ pohon mahoni = 0,631g/cm3, BJ Pohon Akasia = 0,63 g/cm3.
33
Berat biomassa dari hasil perhitungan tabel tersebut adalah pada luasan 0,5 ha, sehingga untuk mengetahui berat biomassa dalam luasan satu hektar maka hasil dari perhitungan setiap plot dikalikan dua, dengan rata – rata jumlah vegetasi di tanaman hutan rakyat sebanyak 21 tegakan per hektar maka jumlah biomassa yang terkandung dalam tegakan Tanaman Hutan Rakyat ini adalah sebesar 2.242.567,62 g/ha.
Jumlah biomassa yang terkandung pada vegetasi di tanaman Hutan Rakyat Bunder ini merupakan gambaran produktifitas vegetasi di hutan tersebut karena pada dasarnya pembentukan bagian tubuh tanaman berhubungan dengan produktifitas biomassanya semakin lama umur tanaman akan semakin besar pula biomassa yang dihasilkan (Walpone, 1993). Biomassa yang dihasilkan pada setiap jenis pohon juga berbeda – beda yang akan menyebabkan perbedaan pada kualitas kayu, jumlah biomassa yang dihasilkan oleh tanaman tahunan juga lebih besar daripada tanaman semusim karena pada tanaman tahunan pada umumnya memiliki siklus hidup yang panjang seperti pada vegetasi hutan, begitu juga dengan vegetasi yang ada pada tanaman hutan rakyat bunder ini sehingga akumulasi biomassa juga semakin besar.
lebih lebar maka akan semakin cepat pula dalam proses fotosintesisnya. Hal ini sesuai dengan Robertus (2010), yang menyatakan bahwa penyerapan karbon oleh tanaman juga dipengaruhi oleh luas penampang daunnya, yang berhubungan erat dengan proses fotosintesis. Muhammad Isa (2009) mengatakan biomassa pohon dinyatakan sebagai berat kering bahan yang nilainya berbeda – beda setiap pohon, selain dipengaruhi oleh faktor luar seperti intensitas cahaya, ketersediaan air dan unsur hara faktor lain yang mempengaruhi adalah sifat dari tanaman itu sendiri karena biomassa terbentuk selama masa pertumbuhan menjadi struktur pohon yang sebagian besar terdiri dari molekul selulosa
35
dengan banyaknya biomassa yang tersimpan pada tegakan Jati karena pohon Jati akan tumbuh dengan baik pada daerah dengan tipe curah hujan C-F Schmidt and Ferguson dengan curah hujan rata-rata 1.200 sampai dengan 2.000 mm per tahun dan umumnya tumbuh pada dataran rendah yakni pada ketinggian 0 – 700 m.dpl (Martawijaya, dkk., 1981). Selain kerapatan vegetasinya jumlah biomassa yang tersimpan pada tegakan Jati juga dipengaruhi oleh koefisien pada persamaan allometrik yang digunakan yang mana koefisien untuk pohon Jati adalah 1,0835 lebih besar dibandingkan dengan koefisien Mahoni dan Akasia yang masing – masing mempunyai koefisien sebesar 0,6840 dan 0,9018.
37
selain itu kondisi fisik lingkungan yang berbeda juga menghasilkan jumlah biomassa yang berbeda. Pada penelitian ini vegetasi atau tegakan pohon yang berada di lokasi penelitian bersifat heterogen hal ini yang membedakan dengan penelitian Tyas., dkk. (2005) dimana tegakan pohon yang diukur bersifat sejenis atau homogen. Perbedaan jenis vegetasi ini menyebabkan perbedaan jumlah biomassa dan karbon yang tersimpan karena tegakan yang bervariasi mempunyai daya serap karbon yang bervariasi juga.
Biomassa disusun oleh beberapa komponen utama antara lain yaitu selulosa, hemiselulosa lignin, kanji dan protein. Pohon berkayu pada umumnya mempunyai kandungan lignin dan selulosa yang lebih tinggi dibandingkan tumbuhan semak atau perdu sehingga tumbuhan yang berlignoselulosa yang mempunyai kandungan lignin dan selulosa potensi biomassa yang terkandung di dalamnya juga semakin tinggi (Asian Biomass Handbook., 2015). Hal ini berarti bahwa semakin bertambahnya bentuk fisik pohon seperti tinggi dan diameternya akan semakin banyak pula lignin dan selulosa yang diproduksi sehingga potensi biomassa yang dihasilkan juga akan semakin besar.
Pengukuran diameter pohon menunjukkan pohon dengan diameter lebih dari 50 cm memiliki cadangan biomassa yang lebih tinggi dibandingkan dengan pohon dengan diameter kurang dari 50 cm, hal ini juga ditunjukkan dalam penelitian Mohammad Chanan (2011) dimana pohon dengan diameter lebih dari 30 cm memiliki kandungan biomassa lebih tinggi, seperti pendapat Hairiyah dan Rahayu (2007) yang menyatakan bahwa, proporsi terbesar simpanan karbon di daratan adalah pepohonan besar.
B. Karbon
39
Tabel 3. Jumlah Karbon Tersimpan Pada Setiap Plot
No Plot Berat Biomassa (g) Karbon Tersimpan (g)
1 I 528.058,8 242.907,05
2 II 50.161,34 23.074,22
3 III 132.956,82 61.160,14
4 IV 123.045,99 56.601,16
5 V 163.536,63 75.226,85
6 VI 123.524,28 56.821,17
Total 1.121.283,86 515,790.58
Menurut Brown, (1994) 46% dari biomassa adalah berbentuk karbon, karbon yang tersimpan paling banyak ada pada plot I mengingat pada plot I didominasi oleh pohon Jati yang diameter pohonnya lebih dari 30 cm, selain itu pohon Jati pada plot ini sudah berumur lebih dari 20 tahun. Kondisi di lapangan pada plot I ini merupakan area yang paling dekat dengan jalan raya sehingga paparan karbon dari kendaraan bermotor yang kemudian diserap dan disimpan oleh pohon di plot I ini lebih besar dibandingkan dengan plot contoh yang lain. Selain itu dalam penelitian Robertus (2010) mengungkapkan penyerapan karbon oleh tanaman juga dipengaruhi oleh luas penampang daunnya, hubungan ini sangat erat dengan proses fotosintesis secara fisik luas daun dari pohon Jati lebih besar dibandingkan dengan luas dari daun pohon Mahoni yang mendominasi pada lokasi penelitian ini. Jumlah karbon yang terkandung pada tegakan di kawasan tanaman hutan rakyat ini adalah sebesar 1.031.581,11 g/ha hasil ini diperoleh dari jumlah karbon pada setiap plot contoh dikalikan dua karena ukuran plot pengamatan hanya seluas 100 x 50 m2.
proses produksi karbohidrat yang berasal dari bahan oanorganik melalui transformasi enegi matahari menjadi energi kimia. Pengukuran potensi penyerapan gas CO2 dilakukan dengan menggunakan perbandingan berat masa gas CO2 dengan berat masa atom C. Menurut Rahayu et al (2007), jumlah karbon tersimpan dalam suatu pengunaan lahan dipengaruhi oleh jumlah kerapatan vegetasinya, semakin rapat vegetasi pada lahan tersebut maka semakin banyak jumlah karbon yang tersimpan. Dalam pengurangan akumulasi gas CO2 di di atmosfir dapat dijelaskan dalam reaksi berikut ini (Jhonmarthali., dkk., 2012) :
C + � CO2
CO + � CO2
C + O2 CO2
Diketahui : BA C = 12, O = 16
Berdasarkan persamaan reaksi tersebut di ketahui bahwa 1 mol C equivelen dengan 1 mol CO2, artinya bila 1 atom C dioksidasi sempurna oleh 2 atom O maka berat 1 g atom C akan menghasilkan 3,67 g CO, untuk mengetahui besarnya serapan CO2 pada Tanaman hutan Rakyat Bunder ini dapat digunakan rumus
BM CO2 adalah 44 dan BA C 12. Dengan menggunakan rumus tersebut maka pada tegakan pohon plot pengukuran memiliki serapan karbon sebagai berikut
41
Tabel 4. Jumlah Serapan CO2
Plot Berat C (g) Serapan CO2 (g)
1 242.907,05 890.659,1
2 23.074,22 84.605,45
3 61.160,14 224.253,83
4 56.601,16 207.537,56
5 75.226,85 275.831,78
6 56.821,17 208.344,28
TOTAL 515,790.58 1.891.232,03
Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa jumlah stok karbon yang tersimpan pada tegakan pohon di Tanaman Hutan Rakyat adalah sebesar 515.790,58 g, dengan demikian maka vegetasi di Tanaman Hutan Rakyat mempunyai potensi serapan karbon sebesar 1.891.232,03 g atau 3.782.464,05 g/hektar. Hal itu berarti Tanaman Hutan Rakyat mempunyai potensi serapan karbon dioksida cukup besar meskipun masih jauh lebih kecil dibandingkan dengan hutan lindung atau hutan sekunder bekas kebakaran hutan, karena hutan lindung mempunyai stok karbon sekitar 211,86 ton/hektar sedangkan hutan sekunder bekas kebakaran hutan mempunyai stok karbon sebesar 7,5 – 55,3 ton karbon/hektar (tabel 5) . Diduga jumlah serapan karbon ini dipengaruhi oleh kondisi iklim, topogafi jenis vegetasi dan kerapatan vegetasinya. Tingkat serapan karbon yang tinggi umumnya terjadi pada lokasi lahan dengan kesuburan yang tinggi dan tingkat curah hujan cukup, dan pada tanaman yang cepat tumbuh, walaupun tingkat dekomposisi juga cukup tinggi pada lokasi tersebut.
meningkat yang akhirnya akan berpengaruh lebih besar terhadap pemanasan global. Salah satu faktor yang dapat mengurangi akumulasi CO2 melalui proses fotosintesis. Penimbunan dan pengendapan karbon yang sering disebut sebagai rosot karbon. Proses penyimpanan karbon di dalam tanaman yang sedang tumbuh disebut sebagai sekuestrasi karbon (carbon sequestration).
Tabel 5. Stok Karbon Pada Berbagai Tipe Hutan
No. Tipe Hutan Stok Karbon tahun sampai dengan 12 tahun 4. Hutan mangove sekunder 54,1 – 182,5 Didominasi oleh jenis Rhizophora sp.
7 Hutan sekunder dataran tinggi 113,20 Tanaman agathis umur 40 tahun dan campuran jenis lainnya
8. Hutan sekunder dataran tinggi 39,48 Tanaman agathis umur 17 tahun dan campuran jenis lainnya
9. Hutan gambut 200 Rataan dari semua tipe hutan gambut 10. Hutan tanaman Swietenia
macrophylla
64,1 - 166,6 Umur 16 tahun - 20 tahun
11 Hutan tanaman Acacia mangium
91,2 Umur 6 tahun
12. Hutan tanaman Peronema canescens
35,7 – 71,8 Umur 10 tahun – 25 tahun
13. Hutan tanaman Schima wallichii
74,4 Umur 25 tahun
14 Hutan tanaman Aleurites moluccana
177,2 Umur 25 tahun
15. Hutan tanaman Pinus merkusii 74,6 – 217,5 Umur 14 tahun – 24 tahun 16. Hutan tanaman Paraserianthes
falcataria
112,8 - 122,7 Umur 8 tahun - 18 tahun
17. Hutan tanaman Agathis loranthifolia
123,40 Umur 40 tahun
Sumber : Tim Badan Litbang (2010)
43
atmosfer bumi. Selain akibat tersebut, intensitas Efek Rumah Kaca (ERK) akan ikut naik dan meyebabkan naiknya suhu permukaan bumi (Soemarwoto, 2001).
Perubahan iklim global berhubungan dengan siklus karbon, karbon di atmosfer akan digunakan tumbuhan dalam proses fotosintesis. Proses fotosintesis akan menyerap kandungan CO2 dan mengubahnya menjadi fotosintat berupa biomassa yang tersimpan di tubuh tumbuhan serta O2 dan uap air. CO2 yang di gunakan tumbuhan dalam prosses fotosintesis akan disimpan dalam bentuk biomassa oleh tumbuhan, apabila volume serapan CO2 berkurang maka dapat dipastikan akan terjadi penambahan akumulasi CO2 di atmosfer.
Gambar 2. Siklus Karbon
Aktivitas manusia seperti pembakaran bahan bakar atau hutan dapat mempengaruhi keseimbangan siklus karbon dan menyebabkan bertambahnya karbondioksida di atsmosfer. Di permukaan bumi, karbon disimpan dalam biomassa pada setiap organisme misalnya pohon. CO2 pada tanaman terkumpul sebagai karbon pada jaringan tubuh tanaman, jika tanaman itu mati maka karbon akan terurai, karbon yang terurai tersebut bila bereaksi dengan oksigen kemudian
MATAHARI
FOTOSINTESIS
ATMOSFER
BIOMASSA
RESPIRASI OKSIDASI
PEROMBAK
- EMISI - KEBARAN
HUTAN - BAHAN
45
akan membentuk gas CO2, namun dengan keberadaan hutan dengan vegetasinya yang mampu menyimpan karbon ini setidaknya siklus karbon di atmosfer dapat dikendalikan.
Mitigasi perubahan iklim global dengan vegetasi sistem hutan seperti Tanaman Hutan Rakyat akan mengurangi peningkatan suhu udara dengan adanya O2 yang dilepaskan tumbuhan. Tanaman yang berada di Tanaman Hutan Rakyat berupa tanaman tahunan yang berfungsi sebagai penyerap CO2 dan sebagai konservasi tanah dan air di daerah sekitar sehingga hal ini dapat mengurangi efek perubahan iklim berupa peningkatan suhu udara.
Tanaman Hutan Rakyat Bunder merupakan bagian dari jumlah biomassa total yang ada di atas permukaan bumi. Biomassa yang ada di permukaan bumi 90% terdapat dalam hutan berbentuk pokok kayu, dahan, daun, akar dan sampah hutan
(serasah), hewan, dan jasad renik (Arifin A, 2005). Biomassa ini merupakan tempat
penyimpanan karbon dan disebut rosot karbon (carbon sink).
47
V. PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Potensi kandungan biomassa pada tegakan vegetasi untuk Tanaman Hutan Rakyat Bunder adalah 1.031.581,11 g/hektar
2. Pohon Jati yang berada di Tanaman hutan Rakyat Bunder mempunyai cadangan biomassa paling besar dibandingkan dengan pohon Mahoni dan Akasia
3. Tanaman Hutan Rakyat Wonosari mempunyai potensi stok karbon sebesar 2.242.567,62 g/hektar. Potensi CO2 yang dapat diserap tegakan di Tanaman Hutan Rakyat Wonosari adalah 3.782.464,05 g/hektar
4. Serapan karbon yang dihasilkan vegetasi Tanaman Hutan Rakyat Bunder merupakan gambaran pengurangan konsentrasi karbon di atmosfer penyebab terjadinya pemanasan global.
5. Karbon yang tersimpan pada vegetasi adalah salah satu faktor yang dapat menurunkan terjadinya efek pemanasan global.
B. Saran
Penelitian ini masih terbatas pada setimasi tegakan pohon, sehingga perlu adanya penelitian yang lebih spesifik terhadap kantong karbon lain seperti seresah, tumbuhan bawah dan nekromassa mengingat komponen – komponen tersebut memiliki potensi penyimpanan karbon.
48
DAFTAR PUSTAKA
Arifin Arief. 2003. Hutan mangove, fungsi dan manfaatnya. Kanisius. Yogyakarta Aufa Imiliyana, Hery Purnobasuki, Mukmammad Muryono. 2012. Estimasi Stok
Karbon Pada Tegakan Pohon Rhizophora Stylosa Di Pantai Camplong, Sampang-Madura. Jurusan Biologi, Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Azhim, M.T., 2007. Penaksiran Kandungan Karbon Pada Hutan Rakyat Jenis Sengon. Skripsi tidak dipublikasikan. Jurusan Manajemen Hutan Fakultas Kehutanan, Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta.
Bansal, R.C, Donoct, J.B, and Stoeckli, F. 1988. Active Carbon. Marcel Dekker Inc. New York. USA.
Benyamin Lakitan. 1994. Dasar – Dasar Klimatologi. Rajawali Pers. Jakarta Brown,S. and Lugo, A.E. , 1984. Biomass of Tropical Forest: a new estimate based
on forest volumes. Svience, 223: 1290-1293.
Brown, Sandra, 1997. Estimating Biomass and Biomass Change of Tropical Forests: a Primer. (FAO Forestry Paper - 134). FAO, Rome. Dalam Pedoman Pengukuran Karbon untuk mendukung Penerapan REDD+ di Indonesia. Nur Masripatin dkk.. 2010. Pusat Penelitian dan Pengembangan Perubahan Iklim dan Kebijakan. Bogor.
Dandun Sutaryo. 2009. Penghitunga Biomassa., Wetlands International Indonesia Progme.
Dudung Darusman. 2006. Pengembangan potensi nilai ekonomi hutan dalam restorasi ekosistem. Jakarta.
Ika Heriansyah. 2005. Potensi Hutan Tanaman Industri Dalam Mensequester Karbon. Jurnal Inovasi On Line. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hutan dan Koservasi Alam. Bogor.
Jhonmarthali Simamora, Retno Widhiastuti, Nursahara Pasaribu. 2012. Keanekaragaman Pohon Dan Pole Serta Potensi Karbon Tersimpan Di Kawasan Hutan Sekunder 30 Tahun Dan Perkebunan Kopi Di Telagah, Langkat. Departemen Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan, Universitas Sumatera Utara.
http://download.portalgaruda.org/article.php?article=58529&val=4113. Diakses tanggal 19 Agustus 2015.
Jones, G. 1979. Topics in applied geography vegetation productivity. Longman London and New York.
Karakteristik Fisik Kabupaten Gunungkidul. 2013.
http://studio3gunungkidul.blogspot.com/2013/01/karakteristik-fisik kabupaten-gunungkidl.html. Di akses tanggal 25 Januari 2015.
Kurniatun Hairiah, Rahayu S. 2007. Pengukuran ‘karbon tersimpan’ di berbagai
macam penggunaan lahan. Bogor. World Agroforestry Centre - ICRAF, SEA Regional Office, University of Brawijaya, Unibraw, Indonesia. 77 p. Robertus Andi. Inventore Biomassa dan Karbon Jenis Rhizophora mucronata Di
49
Sifat dan Kegunaan Karbon. 2015. http://www.amazine.co/25967/karbon-c-fakta-sifat-kegunaan-efek-kesehatannya/ . diakses tanggal 25 Januari 2015. Tono Sarigiar, Wawan Dan Al Ikhsan Amri. 2013. Fluks Co2 Pada Berbagai Kondisi
Hutan Rawa Gambut Di Areal Konsesi Pt. Diamond Raya Timber Kecamatan Bangko Kabupaten Rokan Hilir. Jurusan Agroteknologi Fakultas Pertanian Universitas Riau.
http://download.portalgaruda.org/article.php?article=186820&val=6448& title=Fluks%20Co2%20Pada%20Berbagai%20Kondisi%20Hutan%20Ra wa%20Gambut%20Di%20Areal%20Konsesi%20PT.%20Diamond%20R aya%20Timber%20Kecamatan%20Bangko%20Kabupaten%20Rokan%2 0Hilir. Akses Tanggal 19 Agustus 2015
Kettering, 2007 dan Basuki, 2009. Dalam Pedoman Pengukuran Karbon untuk mendukung Penerapan REDD+ di Indonesia. Nur Masripatin dkk.. 2010. Pusat Penelitian dan Pengembangan Perubahan Iklim dan Kebijakan. Bogor.
Ketterings QM, Coe R, Noordwijk M, Ambagau Y, Palm CA. 2001. Reducing Uncertainty in The Use of Allometric Biomass Equation for Predicting Above Ground Tree Biomass in Mixed Secondary Forests. Forest Ecology and Management 146: 199-209.
Kittredge, J. 1944. Estimation of the amount of foliage of trees and stands. J. For. 42:905-912.
Mustikahadi Soedomo. 2001. Pencemaran Udara. Penerbit ITB. Bandung. Dalam Wahyu dkk.. 2006. Teknologi dan Kelembagaan Pemanfaatan Jasa Hutan Sebagai Penyerap Karbon.
Nabuurs GJ, Mohren GMJ. 1995. Modelling Analysis of Potential Carbon Sequestration in Selected Forest Type. Can. J. For. Res (25): 1157-1172. Niinemets, U. 2007. Photosynthesis and Resource Distribution Through Plant
Canopies.Plant, Cell and Environment (2007) 30, 1052–1071.
Pemerintah kabupaten Gunungkidul.2015. Wisata Alam. . Diakses Tanggal 29 Januari 2015.
Ranum Ayuningtyas. 2008. Karakteristik Fisik Kabupaten Gunungkidul . Diakses Tanggal 29 Januari 2015.
Setyawan, A. D., Susilowati, and A., Sutarno. 2002. Biodiversitas genetik, spesies dan ekosistem mangove di jawa petunjuk praktikum biodiversitas; studi kasus mangove. Jurusan Biologi FMIPA UNS. Surakarta.
Tyas Mutiara Basuki. 2008. Kajian Kuantifikasi Kandungan Karbon Pada Hutan Tanaman Jati. Balai Penelitian Kehutanan Solo.
Mohammad Chanan. 2011. Potensi Karbon Di Atas Permukaan Tanah Di Blok Perlindungan Taman Wisata Alam Gunung Baung Pasuruan – Jawa Timur. Gamma. Vol 6. , Nomor 2, Maret 2011: 101 – 112.
Martin, J.G., Kloeppel, B.D., Schaefer, T.L., Kimbler, D.L and McNutly, S.G., 1998. Aboveground Biomass and Nitrogen Allocation of Ten Deciduous Southern Appalachian Tree Species. J. For. Res. 28: 1648-1659.
Muhdin. 2003. Dimensi Pohon dan Perkembangan Metode Pendugaan Volume Pohon. Pengantar Falsafah Sains (PPS702). Prog Pascasarjana/S3 IPB. Bogor. http://tumoutou.net/702_07134/muhdin.htm diakses 27 Maret 2015. Ogawa, H., Yoda, K., Ogino, K. and Kira, T. 1965. Comparative Ecological Studies on Three Main Types of Forest Vegetation in Thailand: Plant Biomass. Nature and Life in Southeast Asia 4: 49-80.
Ogino, K. 1977. A beech forest at Ashiu: biomass, its increment and net production. In Primary productivity of japanese forests: productivity of terrestrial communities. Shidei, T and Kira, T. (eds.), Japanese Committee for the International Biological Prog, University of Tokyo Press, Japan. 22 Oohata, S., 1991. A Study to Estimate the Forest Biomass: A Non Cutting Method
to Use the Piled up Data. Bulletin of the Kyoto University Forests No. 63: 23-36 Parresol, B.R. 1999. Assessing Tree and Stand Biomass: A review With Examples and Critical Comparisons. For. Sci. 45(4): 573-593. Wissa Harry Pamudji. 2011. Potensi Serapan Karbon Pada Tegakan Akasia.
Departemen Manajemen Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor.http://mfile.narotama.ac.id/files/Umum/JURNAL%20IPB/Potensi% 20serapan%20karbon%20pada%20tegakan%20Akasia.pdf. Akses tanggal 28 september 2015.
Yamakura, T., Hagihara, A., Sukardjo, S., and Ogawa, H. 1986. Above ground Biomass of Tropical Rain Forest Stands in Indonesian Borneo.
51
53 Tabel 8. Hasil Perhitungan Plot 3
55 Tabel 10. Hasil Perhitungan Plot 5
NO NAMA POHON DBH (cm) H (cm) JUMLAH 482,17 22.217,00 259.170,56 119.218,46 437.134,35 163.536,63 75.226,85 275.831,78 327.073,25 150.453,70 551.663,55 RATA - RATA 34,44 1.586,93 18.512,18 8.515,60 31.223,88 11.681,19 5.373,35 19.702,27 23.362,38 10.746,69 39.404,54
Tabel 11. Hasil Perhitungan Plot 6
Gambar 3. Pengukuran Diameter Pohon Gambar 4. Pengukuran Tinggi Pohon
Gambar 5. Plot Pengamatan Gambar 6. Plot Pengamatan
