ANALISIS TEMPORAL VEGETATION HEALTH INDEX (VHI)
UNTUK KEKERINGAN LAHAN PERSAWAHAN
(STUDI KASUS KABUPATEN INDRAMAYU, JAWA BARAT)
LINDA YULIYANTI
DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis Temporal Vegetation
Health Index (VHI) untuk Kekeringan Lahan Persawahan (Studi Kasus Kabupaten
Indramayu, Jawa Barat) 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, Juli 2014
Linda Yuliyanti
ABSTRAK
LINDA YULIYANTI. Analisis Temporal Vegetation Health Index (VHI) untuk Kekeringan Lahan Persawahan (Studi Kasus Kabupaten Indramayu, Jawa Barat). Dibimbing oleh YON SUGIARTO DAN PARWATI.
Kekeringan pertanian berhubungan dengan kekurangan kandungan air di dalam tanah sehingga tidak mampu memenuhi kebutuhan tanaman tersebut. Kekeringan ini dapat dianalisis dengan menggunakan indeks yang berbasis kondisi vegetasi (Vegetation
Health Index (VHI)). Tujuan penelitian ini untuk menganalisis indeks kekeringan lahan
persawahan menggunakan VHI pada bulan kering (JJAS) dengan metode Kogan, menduga hubungan antara TCI dengan unsur iklim, serta melakukan analisis keterkaitan antara kekeringan lahan persawahan dengan produktivitas padi. VHI diperoleh dari indeks TCI (Temperature Condition Index) dan VCI (Vegetation Condition Index) yang dikorelasikan dengan data iklim lapang (suhu dan curah hujan) sedangkan VHI dengan data luas kekeringan.
Kabupaten Indramayu memiliki curah hujan bulanan antara 0-358 mm dan rata-rata suhu udara bulanan antara 260C -28.30C. Kecamatan Krangkeng, Kandanghaur, Indramayu dan Karangampel tercatat memiliki sensitivitas lebih tinggi terhadap kekeringan selama periode 2009-2013. Persentase indeks VHI dan kejadian kekeringan yang tinggi terjadi pada bulan Juli dan Agustus sedangkan secara temporal terjadi pada tahun 2012. Hasil indeks TCI memiliki koefisien determinan (R2) sebesar 0.230 terhadap curah hujan dan 0.117 terhadap suhu udara. Berdasarkan persentase nilai VHI (<=40), kekeringan lahan persawahan dapat mempengaruhi produktivitas padi. Produktivitas padi terendah terjadi pada tahun 2010 untuk Kecamatan Krangkeng, Kandanghaur serta Karangampel dan tahun 2012 untuk kecamatan Indramayu.
ABSTRACT
LINDA YULIYANTI. Analysis Temporal of Vegetation Health Index to Field Drought (Case Study Indramayu District, West Java). Supervised by YON SUGIARTO AND PARWATI.
Agricultural drought related to determine of water table so can’t be able to fill crop necessary. Agricultural drought can be analyzed by using an index based on the condition of vegetation (Vegetation Health Index (VHI)). The purpose of this research to analyze the drought index fields using the VHI in the dry months (JJAS) with Kogan method, suspect the relationship between TCI with elements of the climate, as well as to analysis the relationship between VHI and rice productivity. VHI is obtained by Temperature Condition Index (TCI) and Vegetation Condition Index (VCI) which will be corelated with climate data (temperature and precipitation) while VHI by extensive data drought.
Indramayu district have characteristic to average precipitation month revolve 0-358 mm and temperature of average month 260C-28.30C. District Krangkeng, Kandanghaur, Indramayu and Karangampel have the langest sensivity of drought in period 2009-2013. Percentage of VHI index is quite high with a high incidence of drought, happened in July and August as well as with temporal in 2012. Results of TCI index has determinant coefficient (R2) of 0.230 with rainfall and 0.117 with the air temperature. Based on percentage VHI (<=40), drought factors can affect the productivity of rice. The lowest productivity, districts Krangkeng, Kandanghaur and Karangampel in 2010 and in 2012 for Indramayu district.
ANALISIS TEMPORAL VEGETATION HEALTH INDEX (VHI)
UNTUK KEKERINGAN LAHAN PERSAWAHAN
(STUDI KASUS KABUPATEN INDRAMAYU, JAWA BARAT)
LINDA YULIYANTI
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
pada
Departemen Geofisika dan Meteorologi
DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
Judul Penelitian : Analisis Temporal Vegetation Health Index (VHI) untuk Kekeringan Lahan Persawahan. Studi Kasus Kabupaten Indramayu, Jawa Barat
Nama Mahasiswa : Linda Yuliyanti
NIM : G24100064
Disetujui oleh
Yon Sugiarto SSi MSc Parwati SSi MSc
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Tania June MSc Ketua Departemen
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan dari Januari sampai April 2014 ini adalah kekeringan lahan persawahan, dengan judul “Analisis Temporal Vegetation Health Index (VHI) untuk Kekeringan Lahan Persawahan. Studi kasus Kabupaten Indramayu, Jawa Barat”.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Yon Sugiarto sebagai pembimbing I dan Ibu Parwati dari Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional sebagai pembimbing II serta bapak Ferdinan sebagai penguji tugas akhir. Disamping itu penghargaan penulis sampaikan kepada Anggie Anggawa dan keluarga, Bapak Rasdi dari Balai Besar Penelitian Padi, Ibu Ir. Hj Alih dan Ibu Heni dari Laboratorium Kabupaten Indramayu, Bapak Budi dan staf dari Dinas Pertanian Kabupaten Indramayu, Ibu dan bapak staf dari Badan Perencanaan Pembangunan Kabupaten Indramayu serta Bapak Heri dari Dinas Pekerjaan Umum Kabupaten Indramayu yang telah membantu selama pengumpulan data. Ungkapan terima kasih juga disampaikan penulis kepada ayah, ibu, adik dan seluruh keluarga serta teman-teman Geofisika dan Meteorologi 47 atas doa dan semangat yang telah diberikan.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, April 2014
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI iii PENDAHULUAN ii Latar Belakang 1 Tujuan 2 Manfaat 2BAHAN DAN METODE 2
Tempat dan Waktu 2
Alat dan Bahan 2
Metode Penelitian 3
Pengolahan Data MODIS 3
Pengolahan VHI dengan Verifikasi Luas Kekeringan 4
Analisis Keterkaitan Kekeringan Lahan Persawahan dengan Produktivitas Padi 4
Diagram Alir Metodologi 5
HASIL DAN PEMBAHASAN 5
Hubungan antara TCI dengan Unsur Iklim (Suhu Udara dan Curah Hujan) 5
Analisis VHI dengan Luas Kekeringan 8
Pola Kekeringan di Kecamatan Krangkeng 9
Pola Kekeringan di Kecamatan Kandanghaur 11
Pola Kekeringan di Kecamatan Indramayu 12
Pola Kekeringan di Kecamatan Karangampel 13
Analisis Keterkaitan Kekeringan Lahan Persawahan dengan Produktivitas Padi 16 SIMPULAN DAN SARAN 17
Simpulan 18
Saran 18
DAFTAR PUSTAKA 18
LAMPIRAN 20
DAFTAR TABEL
1 Hasil olah data observasi CH (mm) dan T (0C) Kabupaten Indramayu tahun 1980-
2013 8
2 Hasil VHI dan luas kekeringan total 4 kecamatan (Krangkeng, Kandanghaur,
Indramayu, dan Karangampel) 14
DAFTAR GAMBAR
1 Diagram alir metodologi 5
3 Pola hubungan indeks TCI dan CH rata-rata bulanan (mm) Kabupaten Indramayu 6 4 Hubungan indeks TCI dan T rata-rata bulanan (0C) Kabupaten Indramayu 7 5 Pola hubungan indeks TCI dan T rata-rata bulanan (mm) Kabupaten Indramayu 7 6 Hasil persentase VHI<=40 Kabupaten Indramayu (level kecamatan) 8 7 Luas kekeringan (Ha) Kabupaten Indramayu (level kecamatan) 9
8 Pola VHI dan luas kekeringan Kecamatan Krangkeng 9
9 Pola hubungan VCI dan CH rata-rata bulanan Kecamatan Krangkeng 9 10 Pola hubungan VCI dan T rata-rata bulanan Kecamatan Krangkeng 10 11 Pola VHI dan luas kekeringan Kecamatan Kandanghaur 11 12 Pola hubungan VCI dan CH rata-rata bulanan Kecamatan Kandanghaur 11 13 Pola hubungan VCI dan T rata-rata bulanan Kecamatan Kandanghaur 11 14 Pola VHI dan luas kekeringan Kecamatan Indramayu 12 15 Pola hubungan VCI dan CH rata-rata bulanan Kecamatan Indramayu 12 16 Pola hubungan VCI dan T rata-rata bulanan Kecamatan Indramayu 12 17 Pola VHI dan Luas Kekeringan Kecamatan Karangampel 13 18 Pola hubungan VCI dan CH rata-rata bulanan Kecamatan Karangampel 13 19 Pola hubungan VCI dan T rata-rata bulanan Kecamatan Karangampel 14 20 Pola hubungan persentase total VHI <=40 dan luas kekeringan total (Ha) 15 21 Hubungan persentase VHI <=40 dan luas kekeringan total (Ha) 15 22 Produktivitas padi per hektar untuk empat kecamatan 16
DAFTAR LAMPIRAN
1 Nilai TCI dan suhu udara Kabupaten Indramayu Januari 2009-Desember 2013 20 2 Nilai TCI dan curah hujan Kabupaten Indramayu Januari 2009-Desember 2013 20 3 Persentase VHI dan luas kekeringan Kecamatan Krangkeng JJAS 2009-2013 21 4 Persentase VHI dan luas kekeringan Kecamatan Kandanghaur JJAS 2009-2013 21 5 Persentase VHI dan luas kekeringan Kecamatan Indramayu JJAS 2009-2013 21 6 Persentase VHI dan luas kekeringan Kecamatan Karangampel JJAS 2009-2013 22
7 Produktivitas padi per kecamatan tahun 2009-2012 22
8 VHI dan luas kekeringan kelas ringan periode JJAS 2009-2013 23 9 VHI dan luas kekeringan kelas sedang periode JJAS 2009-2013 24 10 VHI dan luas kekeringan kelas total periode JJAS 2009-2013 24 11 VHI dan luas kekeringan kelas berat Kecamatan Indramayu JJAS 2009-2013 26 12 VHI dan luas kekeringan kelas puso Kecamatan Kandanghaur periode JJAS
2009-2013 26
1
PENDAHULUAN
Latar BelakangKekeringan sangat berkaitan dengan kekurangan ketersediaan air. Menurut Jayaseelan (2001), jenis kekeringan terbagi menjadi 3 yaitu kekeringan meterologis, kekeringan pertanian dan kekeringan hidrologis. Kekeringan meteorologis ini berkaitan dengan tingkat curah hujan dibawah normal dalam satu musim. Kekeringan meteorologis juga berkaitan dengan unsur iklim seperti temperatur yang tinggi, angin kencang, kelembaban udara rendah, sinar matahari yang lebih kuat, dan tutupan awan sedikit sehingga meningkatnya evaporasi dan transpirasi. Sedangkan kekeringan pertanian biasanya terjadi setelah kekeringan meteorologis yaitu berhubungan dengan kekurangan kandungan air di dalam tanah dan tidak mampu memenuhi kebutuhan tanaman tertentu pada periode waktu tertentu. Hal ini dapat menyebabkan berkurangnya biomassa dan jumlah tanaman. Untuk kekeringan hidrologis berhubungan dengan kekurangan pasokan air permukaan dan air tanah seperti berkurangnya aliran sungai atau inflow ke reservoir.
Kajian kekeringan pertanian berhubungan dengan kesetimbangan air pada siklus tanaman. Indeks kekeringan merupakan salah satu cara atau sistem monitoring kekeringan yang dapat menghasilkan peringatan dini akan terjadinya atau berakhirnya suatu fenomena kekeringan. Oleh karena itu data indeks kekeringan yang menerangkan tentang variasi temporal dan spasial sangat cocok untuk monitoring kekeringan. Terdapat 3 parameter yang dapat digunakan untuk menganalisis kekeringan pertanian yaitu curah hujan, kondisi vegetasi, dan kelembaban tanah (Kogan 1990).
Satelit penginderaan jauh telah lama digunakan yaitu sejak tahun 1991 dalam hal monitoring kekeringan untuk memperoleh indeks kekeringan atau suhu permukaan tanah (Irawan 2006). Umumnya indeks vegetasi merupakan indikator yang digunakan untuk mengetahui tingkat kehijauan dan kondisi suatu tanaman. Indeks vegetasi dapat diintegrasikan untuk mencerminkan kondisi kekeringan di suatu lahan pertanian (Hung and Yasouka 2005). Sedangkan LST untuk daerah tropis merupakan indikator untuk mengetahui besarnya panas yang dikeluarkan oleh suatu permukaan berkaitan dengan proses evaporasi dan transpirasi sehingga didapatkan suhu permukaan. Salah satu data satelit yang mampu secara spektral menghasilkan parameter indeks vegetasi atau suhu permukaan adalah data MODIS Terra. Data MODIS tersebut mempunyai kemampuan yang baik secara spasial dan temporal dalam memonitoring kejadian kekeringan serta beresolusi harian (Wang, W and Li, X 2004).
Salah satu indeks untuk kekeringan pertanian yang berbasis kondisi vegetasi yaitu
Vegetation Health Index (VHI). VHI ini didapatkan dari Vegetation Condition Index
(VCI) dan Temperature Condition Index (TCI) yang telah diketahui lebih efektif daripada indeks lain dalam monitoring kekeringan pertanian (Kogan 1995). VHI mempresentasikan kesehatan tanaman yang ditemukan oleh Kogan. Metode ini telah diaplikasikan pada beberapa negara diantaranya USA, Kazakhstan atau Israel, Poland, Africa, Argentina, Mongolia, China, dan India (Kogan 1998). Di Indonesia, penelitian sebelumnya telah dilakukan oleh (Sofan 2008) dengan hasil VHI yang berkorelasi dengan kelembaban tanah dengan nilai R2 sebesar 0.84 untuk kondisi Pulau Jawa, serta (Daruati 2012) dengan hasil pengolahan data spasial menggunakan model VCI dan
Temperature Vegetation Index (TVI) untuk wilayah Pulau Jawa memberikan hasil
kekeringan berhubungan dengan kondisi fisik wilayah, curah hujan, kemiringan lereng, drainase tanah, wilayah irigasi serta geomorfologi. Namun hasil indeks VHI belum dikaitkan (korelasi) dengan data kekeringan lapang begitu juga dengan TCI dan VCI belum dikaitkan (korelasi) dengan data unsur iklim (curah hujan dan suhu udara). Data kekeringan lapang tersebut dipublikasikan oleh Dinas Pertanian dengan cara pengambilan data sampling hingga pada level kecamatan.
Pulau Jawa khususnya Jawa Barat dikenal sebagai sentral produksi pertanian. Produksi tersebut lebih banyak dihasilkan pada daerah Pantura (Pantai Utara Pulau Jawa) khususnya Indramayu (BPS 2009). Sehingga kekeringan lahan pertanian di daerah kajian ini khususnya dalam tingkat kecamatan menjadi faktor penting dalam analisis terhadap produktivitas padi tersebut.
Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisis indeks kekeringan lahan persawahan menggunakan VHI pada bulan kering (Juni-Juli-Agustus-September (JJAS)), menduga hubungan antara TCI dengan unsur iklim lapang yaitu suhu udara dan curah hujan, serta melakukan analisis keterkaitan antara kekeringan lahan persawahan dengan produktivitas padi.
Manfaat
Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat menjadi kajian kekeringan pertanian sebagai monitoring kekeringan pada bulan-bulan kering untuk analisis terhadap produktivitas padi khususnya wilayah Indramayu.
BAHAN DAN METODE
Tempat dan WaktuPenelitian ini menggunakan wilayah kajian Kabupaten Indramayu dengan waktu pelaksanaan pada bulan Januari hingga April 2014.
Alat dan Bahan
Data yang digunakan dalam penelitian ini berupa data MODIS TERRA 8 harian, Lahan baku sawah dari Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN), batas administrasi (Pulau Jawa, Kabupaten Indramayu, Kecamatan Kabupaten Indramayu) dari Badan Informasi Geospasial (BIG), data unsur iklim Kabupaten Indramayu (curah hujan dan suhu udara bulanan untuk tahun 1980-2013) dari Dinas Pekerjaan Umum (PU) dan Balai Besar Penelitian Padi (Sukamandi, Subang), data luas lahan kekeringan persawahan per kecamatan 2009-2013 dari Dinas Pertanian Kabupaten Indramayu, serta data produktivitas padi dari BPS dan BAPPEDA Kabupaten Indramayu. Sedangkan alat yang digunakan yaitu Er Mapper 7.1, Program MRT dan Ovcit, Microsoft Office 2007 (Ms.word dan Ms.excel), serta Arc View.
3
Metode Penelitian Pengolahan Data MODIS
Data MODIS yang digunakan adalah data MODIS level 2 dengan periode 8 harian selama bulan Januari hingga Desember tahun 2009-2013. Data MODIS tersebut diperoleh dari NASA yang merupakan MODIS reflektan MOD09Q1 dan MOD09A1. Indeks Vegetasi (IV) diperoleh dengan formula EVI (Enhance Vegetation Index) pada rumus 1 (Huete et al 2002).
EVI = 2.5 * (p2-p1) / (1+p2+6*p1-7.5*p3) (1)
dengan keterangan p1,2,3 = reflektansi kanal Red, NIR dan Blue
Nilai EVI tersebut dapat digunakan untuk nilai EVI bebas awan dengan inisial nama EVA. Informasi temperature atau panas permukaan dapat diperoleh dari NASA yaitu produk data MODIS level 2 periode 8 harian (MOD11A2). Secara prinsip Land Surface
Temperature (LST) dihitung berdasarkan formula sebagai berikut :
LST = T31 +1.02 +1.79*delta T2 + (34.83 – 0.68WV)*(1-e) + (5.19*WV –
73.27)*delta e – 273)
dengan keterangan :
T31,32 : Suhu kecerahan kanal 31 dan 32 MODIS
Delta T : T31 – T32
WV : water vapour
E : 0.971-0.018 *fv2 adalah emisivitas rata-rata permukaan Delta e : [0.006*(1-fv)2
Fv : (EVI – EVI Min) /(EVI Max – EVI Min) adalah fraksi vegetasi, dengan EVI Min merupakan nilai EVI minimum dan EVI Max merupakan nilai EVI Maksimum
LST dan EVA kemudian dijadikan rerata LST dan EVA bulanan. Nilai rerata LST digunakan untuk memperoleh Temperature Condition Index (TCI) pada rumus 2 (Kogan 1990).
TCI = (Tmax- LST bulanan) / (Tmax-Tmin) (2)
Tmax dan T min didapatkan dari Tmax dan T min tahun 2007-2008 dengan 5 klasifikasi berdasarkan nilai TCI yaitu
1. TCI <= 10 : Sangat Tinggi 2. 10<TCI<=20 : Tinggi
3. 20<TCI<=30 : Sedang 4. 30<TCI<=40 : Ringan 5. TCI > 40 : Tidak Kering
TCI ini memiliki periode bulanan dan dikorelasikan dengan data unsur iklim (suhu udara dan curah hujan). Untuk data suhu udara diperoleh dari Balai Besar Penelitian Padi Subang, Jawa Barat dan curah hujan diperoleh dari Dinas Pekerjaan Umum (PU) Kabupaten Indramayu. Nilai Vegetation Condition Index (VCI) diperoleh dari hasil EVA pada rumus 3 (Kogan 1990).
VCI = (EVA bulanan– EVA min) / (EVA max- EVA min) (3)
EVA max dan EVA min didapatkan dari EVA max dan EVA min tahun 2007-2008
VCI ini memiliki periode bulanan yang dikorelasikan dengan data unsur iklim (suhu udara dan curah hujan). Kemudian dari 2 indeks tersebut (TCI dan VCI) dapat diperoleh VHI yang terdapat dalam rumus 4 (Kogan 1990).
VHI = (TCI + VCI) * 0.5 (4)
0.5 = konstanta (faktor pembobot untuk TCI dan VCI)
VHI ini juga memberikan 5 kelas kekeringan dengan nilai sebagai berikut : 1. VHI <= 10 : Puso
2. 10<VHI <=20 : Berat 3. 20< VHI <=30 : Sedang 4. 30< VHI <=40 : Ringan 5. VHI > 40 : Tidak Kering
Pengolahan VHI dengan Verifikasi Luas Kekeringan
Hasil VHI ini dijadikan persentase VHI dengan tahap pertama menjumlahkan hasil VHI untuk kelima kelas dan tahap kedua membagi nilai VHI pada satu kelas dengan hasil jumlah VHI untuk kelima kelas. Persentase VHI ini dikorelasikan dengan data kekeringan lapang yang dipublikasikan oleh Laboratorium PPOPT Kabupaten Indramayu dibawah Dinas Pertanian Indramayu. Dari hasil VHI dan luas kekeringan lapang tersebut kemudian dapat ditentukan 4 kecamatan dalam Kabupaten Indramayu yang termonitoring memiliki kekeringan terluas dengan persentase VHI yang tertinggi.
Analisis Keterkaitan Kekeringan Lahan Persawahan dengan Produktivitas Padi
Analisis ini menggunakan analisis deskritif dengan menggunakan hasil kekeringan lahan persawahan (persentase VHI dan luas kekeringan tertinggi) serta dengan asumsi luas kekeringan lahan persawahan lapang semakin luas maka semakin tinggi persentase VHI dan akan mempengaruhi produktivitas padi secara tidak langsung.
5
Diagram Alir Metodologi
Gambar 1 Diagram alir metodologi
HASIL DAN PEMBAHASAN
Secara geografi Kabupaten Indramayu terletak pada posisi 107o 52’-108o 36’ BT dan 6o 15’-6o 40’LS dengan batasan wilayah sebelah barat berbatasan dengan Kabupaten Subang, sebelah utara berbatasan dengan Laut Jawa, sebelah timur berbatasan dengan Laut Jawa dan Kabupaten Cirebon serta sebelah selatan berbatasan dengan Kabupaten Majalengka, Kabupaten Sumedang, dan Kabupaten Cirebon. Topografi untuk sebagian besar Kabupaten Indramayu merupakan dataran rendah atau daerah landai dengan kemiringan tanahnya rata-rata 0 – 2 % serta terletak di pesisir utara Pulau Jawa dengan panjang garis pantai 147 Km. Kabupaten Indramayu memiliki luas 209.942 Ha dengan luas tanah kering tercatat seluas 93.183 Ha atau sebesar 44,39 % (BPS 2012).
Hubungan antara TCI dengan Unsur Iklim (Suhu Udara dan Curah Hujan)
TCI merupakan Temperature Condition Index yang mempresentasikan suhu dari lingkungan tanaman yang didapatkan dari LST (Land Surface Temperature). TCI tersebut memberikan hubungan untuk identifikasi pada perubahan kesehatan tanaman
Mulai
DATA MODIS TERRA 8 HARIAN
LST
(Land Surface Temperature)
EVA
TCI (Temperature Condition Index)
VCI (Vegetation Condition Index)
VHI
(Vegetation Health Index) dan pengkelasan VHI
Suhu udara (0C) Curah Hujan (mm)
Pengolahan Lahan Sawah (verifikasi luas kekeringan)
Analisis kekeringan lahan persawahan (level kecamatan) dan keterkaitan
dengan produktivitas padi Selesai
akibat efek suhu yang dapat digunakan sebagai identifikasi kekeringan, jika kelembaban tanah dihubungkan oleh suhu yang tinggi (Kogan 2001). Secara tidak langsung TCI berhubungan dengan keadaan unsur iklim seperti curah hujan dan suhu udara. Curah hujan yang cukup tinggi akan memberikan nilai kadar air tanah serta kelembaban tanah yang cukup tinggi. Hal ini secara tidak langsung juga memberikan pengaruhnya pada suhu dari lingkungan tanaman yang bernilai lebih rendah. Dengan demikian, berpengaruh pada representasi indeks TCI yang cukup tinggi. Semakin tinggi nilai TCI maka semakin baik keadaan suhu lingkungan dari suatu tanaman tersebut. Nilai TCI yang rendah memberikan hubungan pada gangguan kondisi tanaman akibat dari kekeringan oleh suhu yang tinggi (Kogan 1990). Nilai indeks TCI ini berkisar antara 0 hingga 100, dengan keterangan nilai indeks TCI<10 berarti suhu lingkungan dari tanaman akan semakin tinggi dan hal ini menunjukkan adanya indikasi kekeringan. Sedangkan nilai indeks TCI>40 memiliki arti bahwa keadaan lingkungan tanaman tersebut tidak kering (pada kisaran suhu yang masih toleran terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman), serta untuk nilai indeks TCI 100 merupakan indikasi untuk suhu lingkungan dari suatu tanaman maksimum untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman tersebut (Mao et al 2005).
Gambar 2 Hubungan indeks TCI dan CH rata-rata bulanan (mm) Kabupaten Indramayu
Gambar 3 Pola hubungan indeks TCI dan CH rata-rata bulanan (mm) Kabupaten Indramayu
Berdasarkan data 5 tahun pengamatan (Januari 2009–Desember 2013) Kabupaten Indramayu memiliki curah hujan rata-rata bulanan antara 0 mm-358 mm dengan nilai indeks TCI sebesar 14 hingga 57. Dengan hasil indeks TCI tersebut, Kabupaten Indramayu berpotensi mengalami kekeringan kelas ringan hingga berat. Pada Gambar 3 menunjukkan grafik garis untuk indek TCI (warna biru) mengikuti grafik garis curah hujan rata-rata bulanan (warna merah). Ketika curah hujan mulai menurun, untuk beberapa waktu atau bulan kemudian diikuti dengan penurunan nilai TCI (ada time lag (waktu tunda)). Kemungkinan ini merupakan salah satu yang menyebabkan korelasi determinan bernilai rendah.
7
Curah hujan tinggi terjadi pada bulan Februari 2009 (355 mm) dengan nilai indeks TCI sebesar 57 serta Desember 2011 (358 mm) dengan nilai indeks TCI sebesar 46. Berdasarkan Gambar 2, curah hujan mengalami penurunan terjadi pada bulan Juli hingga September. Hal ini memberikan nilai indeks TCI yang rendah. Bulan tersebut merupakan bulan pada musim kemarau atau dapat disebut sebagai bulan kering yang akan memiliki curah hujan lebih rendah dari bulan normal (BMKG 2012).
Gambar 4 Hubungan indeks TCI dan T rata-rata bulanan (0C) Kabupaten Indramayu
Gambar 5 Pola hubungan indeks TCI dan T rata-rata bulanan (mm) Kabupaten Indramayu
Berdasarkan data 5 tahun pengamatan (Januari 2009-Desember 2013), suhu udara rata-rata bulanan Kabupaten Indramayu antara 260C–28.30C. Dengan suhu minimal 260C akan memberikan nilai indeks TCI yang tinggi (TCI >40) (Gambar 4). Namun untuk suhu udara yang melebihi 270C maka nilai TCI akan kecil atau kurang dari 40 (identifikasi menunjukkan kekeringan) untuk studi kasus Kabupaten Indramayu dalam 5 tahun pengamatan tersebut. Pada bulan September dan Oktober 2012, suhu rata-rata bulanan cukup tinggi hingga mencapai 27.90C dan 28.20C. Hal ini ditunjukkan juga dengan nilai indeks TCI yang berada pada nilai terendah hingga mencapai angka 13 atau berada pada kelas identifikasi kekeringan. Pada Gambar 4, pola garis TCI mengikuti pola grafik garis suhu rata-rata bulanan. Namun korelasi untuk keduanya berbanding terbalik yaitu semakin tinggi nilai indeks TCI maka nilai suhu rata-rata bulanan akan semakin rendah.
Koefisien determinan (R2) antara nilai indeks TCI dengan curah hujan rata-rata bulanan (mm) sebesar 0.230 sedangkan dengan T (suhu udara) rata-rata bulanan (0C) sebesar 0.117. Korelasi TCI dengan curah hujan memiliki nilai yang lebih besar bila dibandingkan dengan suhu udara. Hal ini disebabkan TCI yang merupakan anomali antara kondisi rata-rata temperature dimana indeks tersebut memperbandingkan dengan beberapa tahun sebelumnya. TCI ini secara tidak langsung mempresentasikan suhu udara. Tetapi secara pola, grafik sudah menggambarkan kecenderungan hubungan yang negatif antara keduanya. Selain itu, TCI yang didapatkan dari LST bersumber pada data MODIS Terra, dalam hal ini MODIS Terra mencatat data pada jam 09.00 (Rames, P et
al. 2010) sedangkan suhu udara diukur pada 3 kali pengukuran dalam sehari yaitu
07.00, 14.00 serta 17.00 (BMKG 2012).
BMKG (2009) membagi curah hujan di Indonesia menjadi tiga pola yaitu
moonsonal, equatorial, dan lokal, dengan wilayah Kabupaten Indramayu memiliki tipe
pola curah hujan moonsonal. Pola curah hujan ini memiliki perbedaan yang jelas antara periode musim hujan dan musim kemarau (satu puncak musim hujan dengan bulan Desember, Januari dan Februari sebagai musim hujan dan Juni, Juli, Agustus sebagai musim kemarau). Hasil pengolahan data observasi tahun 1980-2013, rata-rata curah hujan tahunan Kabupaten Indramayu sebesar 1447 mm serta rata-rata bulanan sebesar 121 mm dengan rataan pada musim kemarau sebesar 58 mm dan musim penghujan sebesar 206 mm. Suhu udara rata-rata harian sebesar 27.3 0C dengan suhu minimal 26
0
C dan maksimal 28.4 0C.
Tabel 1 Hasil olah data observasi CH (mm) dan T (0C) Kabupaten Indramayu tahun 1980-2013 Curah Hujan (mm) CH rata-rata bulanan 121 Musim kemarau 58 Musim penghujan 206 CH rata-rata tahunan 1447 Suhu Udara (0C) T rata-rata harian 27.3 T maks 28.4 T min 26
Sumber : CCROM dan Balai Besar Penelitian Padi (2014).
Analisis VHI dengan Luas Kekeringan
Indeks VHI merupakan indeks yang menyatakan gangguan kondisi tanaman yang bernilai antara 0 hingga 100. Nilai indeks 0 memberikan arti bahwa tanaman mengalami tingkat stres yang tinggi dan nilai indeks 100 memberikan arti bahwa tanaman tidak mengalami stres atau dalam kondisi sangat baik. Nilai indeks VHI>40, memberikan arti bahwa tanaman tidak terindikasi mengalami kekeringan pada lahan persawahan (Kogan 2001).
9
Gambar 7 Luas kekeringan (Ha) Kabupaten Indramayu (level kecamatan)
Berdasarkan hasil persentase VHI dan luas kekeringan yang tinggi terdapat 4 Kecamatan yang tercatat memiliki tingkat sensitif yang tinggi terhadap kekeringan. Kecamatan tersebut adalah Krangkeng, Kandanghaur, Indramayu dan Karangampel dengan batasan waktu analisis bulan kering yaitu Juni, Juli, Agustus, dan September.
1. Pola Kekeringan di Kecamatan Krangkeng
Gambar 8 Pola VHI dan luas kekeringan Kecamatan Krangkeng
Gambar 10 Pola hubungan VCI dan T rata-rata bulanan Kecamatan Krangkeng
Kecamatan Krangkeng dalam 5 tahun pengamatan (2009-2013) untuk bulan kering (JJAS) pernah mengalami kekeringan untuk kelas ringan, sedang hingga berat. Namun pada tahun 2010 untuk data luas kekeringan pada kecamatan ini tidak menunjukkan adanya kekeringan tetapi indeks VHI tercatat memiliki nilai persentase 30 %. Hal ini dapat dipengaruhi oleh sistem pengambilan data kekeringan oleh Dinas Pertanian yang berbasis sampling sehingga kemungkinan ada lahan sawah yang tidak ikut dalam perhitungan luas kekeringan di lapangan.
Kekeringan kelas ringan tercatat terjadi selama 7 kali yaitu pada bulan Agustus 2009, Juni 2011, Juli 2011, Agustus 2011, Juli 2012, Agustus 2012, serta September 2013, kelas sedang tercatat 5 kali yaitu pada bulan Agustus 2009, Juli 2011, Agustus 2011, Agustus 2012, serta September 2013, serta kekeringan kelas berat seluas 590 ha dengan persentase VHI untuk kelas berat sebesar 12 %. Namun secara total, kekeringan tertinggi terjadi pada Juli 2011 dengan luas 2344 ha dan persentase VHI hingga 64 %. Hal ini juga didukung oleh VCI yang dihubungkankan dengan data curah hujan lapang (mm) untuk titik stasiun pengukuran hujan Kerangkeng.
Gambar 9 dan Gambar 10 memiliki pola apabila grafik VCI mengalami kenaikan maka grafik curah hujan akan mengikuti naik serta sebaliknya, jika grafik VCI mengalami kenaikan maka grafik suhu udara akan turun. Curah hujan pada bulan yang tercatat mengalami kekeringan yaitu pada bulan Agustus 2009, Juni 2011, Juli 2011, Juli 2012, Agustus 2012, serta September 2013 memiliki nilai yang rendah (<65 mm) bahkan untuk bulan Agustus 2012 dan September 2013 tercatat 0 mm serta suhu udara antara 270C -27.50C. Kecamatan Krangkeng merupakan kecamatan bagian selatan dari Kabupaten Indramayu yang selama 0-4 bulan memiliki sifat curah hujan dengan rata-rata curah hujan kurang dari 100 mm (Handoko U 2001). Sehingga kecamatan ini sensitif akan kekeringan.
VCI dan TCI merupakan indeks yang digunakan dalam perhitungan VHI. Kedua indeks ini sangat sesuai untuk menganalisis karakteristik wilayah secara spasial, temporal, durasi, frekuensi, maupun dampak kekeringan dan sangat berhubungan positif dengan pola curah hujan. Variasi nilai VCI berkisar antara nilai 0-100 yang merefleksikan perubahan relatif dari kondisi vegetasi dari yang ekstrim buruk hingga yang optimal. VCI tidak hanya digunakan untuk identifikasi kekeringan tetapi nilainya dapat digunakan untuk etimasi durasi, intensitas, dinamik, dan pengaruhnya kuat dalam pertanian (Patel N et al 2012). Nilai VCI yang tinggi (>40) berhubungan dengan kelembaban tanah yang baik dan merepresentasikan kondisi tanaman yang tidak stres (Kogan et al 2004).
11
2. Pola Kekeringan di Kecamatan Kandanghaur
Gambar 11 Pola VHI dan luas kekeringan Kecamatan Kandanghaur
Gambar 12 Pola hubungan VCI dan CH rata-rata bulanan Kecamatan Kandanghaur
Gambar 13 Pola hubungan VCI dan T rata-rata bulanan Kecamatan Kandanghaur
Kecamatan Kandanghaur dalam 5 tahun pengamatan (2009-2013) pernah terjadi sekali kekeringan hingga mengakibatkan puso dengan luasan kekeringan seluas 644 ha pada bulan Agustus 2012 dengan persentase VHI 20 %. Hal ini dapat disebabkan oleh curah hujan yang bernilai 0 mm. Sehingga untuk cadangan kadar air tanah bagi irigasi sangat terbatas yang menyebabkan tidak terpenuhinya kebutuhan air bagi padi. Hal ini dapat berdampak padi menjadi layu bahkan gagal panen. Kekeringan kelas ringan terjadi sebanyak 7 kali, dengan kejadian pada Juli 2009, Agustus 2009, Juni 2011, Juli 2011, Juni 2012, Juli 2012, serta Agustus 2012. Kekeringan untuk kelas sedang terjadi dua kali yaitu pada bulan Agustus 2009 seluas 265 ha dengan persentase VHI 4 % serta bulan Juli 2011 seluas 582 ha dengan persentase VHI 12%.
Secara total, kekeringan terluas terjadi pada bulan Juli 2011 seluas 2456 ha serta terendah pada Juli 2009 seluas 125 ha. Hal ini didukung oleh hasil VCI yang dihubungkan dengan curah hujan (mm) dan suhu udara pada Gambar 12 dan Gambar 13. Bulan Juli 2011 memiliki nilai VCI sangat rendah yaitu 32 (kurang dari 40, berarti adanya identifikasi kekeringan jika dilihat dari kondisi vegetasi yang mulai mengalami stres dan mengalami penurunan kelembaban tanah) dan kondisi iklim lapang untuk curah hujan 0 mm serta suhu udara sebesar 26.60C. Walaupun kondisi lapang untuk suhu udara pada Juli tersebut tidak tinggi namun curah hujan sebagai inputan kadar air tanah tidak ada. Kondisi lapang ini memberikan dampak pada tanaman padi yaitu berkurangnya kebutuhan air untuk perkembangan tanaman padi.
3. Pola Kekeringan di Kecamatan Indramayu
Gambar 14 Pola VHI dan luas kekeringan Kecamatan Indramayu
Gambar 15 Pola hubungan VCI dan CH rata-rata bulanan Kecamatan Indramayu
13
Kecamatan Indramayu dalam 5 tahun pengamatan (2009-2013) tercatat mengalami kekeringan kelas ringan, sedang hingga berat. Kekeringan kelas ringan terjadi 3 kali yaitu pada bulan Agustus 2009 seluas 220 ha, Juni 2011 seluas 420 ha dan tertinggi Juli 2012 seluas 691 ha, sedangkan kekeringan kelas sedang terjadi sekali pada September 2012 seluas 167 ha serta kekeringan kelas berat terjadi sekali pada bulan September 2012 seluas 78 ha. Secara total, kekeringan terluas terjadi pada Juli 2012 dengan luasan 691 ha dan nilai presentase VHI sebesar 23 %.
Kondisi iklim untuk bulan Juli 2012 memiliki nilai curah hujan sebesar 21 mm dan suhu udara sebesar 26.6 0C. Meskipun suhu udara pada bulan tersebut tidak terlalu tinggi namun curah hujan yang merupakan input pendukung dalam sistem irigasi sawah padi cukup rendah. Kecamatan Indramayu merupakan bagian utara Kabupaten Indramayu yang memiliki 5-8 bulan pertahun untuk rata-rata curah hujannya kurang dari 100 mm/bulan (Handoko 2001). Sehingga untuk bulan pada puncak musim kemarau seperti bulan Juli ini sangat sensitif terhadap kekurangan air.
4. Pola Kekeringan di Kecamatan Karangampel
Gambar 17 Pola VHI dan Luas Kekeringan Kecamatan Karangampel
Gambar 19 Pola hubungan VCI dan T rata-rata bulanan Kecamatan Karangampel
Kecamatan Karangampel dalam 5 tahun pengamatan (2009-2013) tercatat pernah memiliki kekeringan kelas ringan hingga sedang. Kekeringan kelas ringan terjadi 3 kali yaitu pada Agustus 2011 seluas 405 ha, Juli 2012 seluas 248 ha dan Agustus 2012 seluas 357 dengan persentase VHI untuk ketiganya kurang dari 30 %. Sedangkan untuk kekeringan kelas sedang terjadi 2 kali yaitu pada Juli 2012 seluas 450 ha dan Agustus 2012 seluas 357 ha. Untuk total persentase VHI keempat kelas (ringan, sedang, berat, dan puso) tertinggi kekeringan terjadi pada bulan Agustus 2012 seluas 714 ha dengan persentase VHI 44 %.
Hasil indeks VCI yang telah dihubungkan dengan kondisi unsur iklim lapang untuk Agustus 2012 memiliki curah hujan sebesar 0 mm dan suhu udara sebesar 27.20C. Jika dilihat dari tanaman padi, air dan lingkungan menjadi faktor yang sangat penting untuk pertumbuhan dan perkembangannya (Ahyar 2013). Beberapa fase dalam pertumbuhan dan perkembangan padi yaitu 1) fase vegetatif aktif yaitu dari pembibitan sampai jumlah tunas maksimum (pertumbuhan awal), 2) fase vegetatif lambat yaitu dimulai sejak pertumbuhan tunas mencapai jumlah maksimum sampai keluarnya bakal mali (primordia). Selama fase ini, faktor ketersediaan air akan menjadi faktor pembatas apabila jumlah yang tersedia tidak mencukupi kebutuhan, 3) fase reproduktif yaitu dimulai sejak keluarnya bakal malai sampai malai berbunga penuh. Dalam fase ini merupakan fase paling sensitif terhadap stres lingkungan, dan 4) fase pematangan yaitu fase terjadinya pengisian dan pematangan biji dimulai sejak malai berbunga (Tanaka 1976)
Tabel 2 Hasil VHI dan luas kekeringan total 4 kecamatan (Krangkeng, Kandanghaur, Indramayu, dan Karangampel)
Krangkeng Kandanghaur Indramayu Karangampel
Persentase VHI Luas Kekeringan (Ha) Persentase VHI Luas Kekeringan (Ha) Persentase VHI Luas Kekeringan (Ha) Persentase VHI Luas Kekeringan (Ha)
06 2009 42,23 0 45,78 0 17,18 0 5,70 0 07 2009 12,93 0 35,10 125 19,03 0 1,06 0 08 2009 12,62 1865 24,16 755 41,13 220 77,41 0 09 2009 72,49 0 76,42 0 81,17 0 79,52 0 06 2010 21,02 0 39,14 0 13,75 0 8,61 0 07 2010 33,50 0 16,48 0 10,16 0 4,86 0 08 2010 39,86 0 67,46 0 79,75 0 69,21 0 09 2010 4,27 0 25,91 0 26,20 0 2,27 0 06 2011 81,63 28 57,17 420 42,11 420 65,56 0 07 2011 64,90 2344 45,26 2456 50,11 0 52,37 0 08 2011 88,76 1085 59,84 0 75,20 0 92,59 405 09 2011 83,42 0 89,18 0 73,81 0 99,03 0 06 2012 26,27 0 29,59 200 28,42 0 16,07 0 07 2012 21,17 674 33,59 1702 22,91 691 3,87 698 08 2012 42,31 190 70,30 958 56,06 0 44,49 714 09 2012 29,33 0 61,89 644 41,05 308 44,53 0 06 2013 38,56 0 25,78 0 4,40 0 17,06 0 07 2013 38,56 0 19,48 0 2,29 0 5,32 0 08 2013 3,13 0 30,89 0 40,36 0 43,90 0 09 2013 4,97 988 49,38 0 49,07 0 48,96 0 Rerata 38,10 359 45,14 363 38,71 82 39,12 91 Tanggal
15
Selama 5 tahun pengamatan (2009-2013) untuk keempat kecamatan tersebut memiliki kejadian kekeringan umumnya pada bulan Juli dan Agustus. Menurut penelitian Sofan, P (2008) kejadian kekeringan terjadi setiap tahunnya dan khususnya pada musim kemarau dari Juni hingga Agustus dengan intensitas yang bervariasi. Jika dilihat secara temporal, tahun 2012 merupakan tahun yang tercatat memiliki intensitas kekeringan yang lebih tinggi dibandingkan dengan keempat tahun lainnya (hampir disetiap bulan kering (Juni, Juli, Agustus, dan September)). Tahun 2012 ini merupakan kemarau kering yang disebabkan oleh berkurangnya curah hujan dan minimnya massa uap air, sehingga pembangkitan uap air untuk pembentukkan awan juga berkurang. Hal ini juga diperparah dengan adanya el nino lemah yang memberikan kondisi suhu permukaan laut di Pasifik cukup tinggi, yang menyebabkan massa udara bergerak menjauhi wilayah Pulau Jawa. Hal ini menyebabkan awan konvektif pembentuk hujan menjadi lebih sedikit pada sekitar Pulau Jawa ((BMKG 2012).
Gambar 20 Pola hubungan persentase total VHI <=40 dan luas kekeringan total (Ha)
Gambar 21 Hubungan persentase VHI <=40 dan luas kekeringan total (Ha)
Hubungan antara persentase VHI <=40 (%) dan luas kekeringan total (Ha) merupakan linier positif dengan nilai R2 sebesar 0.619. Hubungan ini merupakan hasil filterisasi menurut wilayah (kecamatan) dan waktu (tahun), dengan menghilangkan kecamatan dan tahun yang tidak memiliki luasan kekeringan (0 Ha). Hal ini bertujuan untuk hubungan keduanya tanpa adanya pencilan. Kekeringan tertinggi terdapat di kecamatan Kandanghaur pada tahun 2012 dan selanjutnya untuk Kecamatan Krangkeng pada tahun 2011 (Gambar 20). Terdapat satu tahun dalam keempat kecamatan tersebut
yang tidak tercatat memiliki luasan kekeringan (0 ha) untuk berapapun besarnya persentase VHI <= 40 yaitu tahun 2010. Hal ini dikarenakan tahun tersebut merupakan tahun kemarau basah dengan masih memiliki curah hujan yang cukup tinggi pada setiap bulannya. Kondisi lapang pada tahun tersebut untuk curah hujan rata-rata tahunan sebesar 1936 mm serta curah hujan rata-rata harian terendah pada bulan Agustus sebesar 36 mm. Dalam tahun 2010 ini juga tidak tercatat bulan yang memiliki curah hujan 0 mm (Gambar 2).
Kecamatan Indramayu merupakan kecamatan yang tidak terlalu besar berpengaruh pada berapapun besaran persentase VHI<=40 (nilai VHI untuk indikasi kekeringan). Hal ini memberikan kecenderungan kecamatan ini memiliki luasan kekeringan yang relatif lebih rendah walaupun persentase VHI<=40 tinggi. Kecamatan Indramayu merupakan kecamatan dengan air tanah yang terkandung di sebagian besar wilayahnya umumnya air tanah dangkal. Sehingga air tanah tawar dapat diperoleh dengan cara membuat sumur bor yang selanjutnya dapat digunakan untuk sistem pengairan pipa-pipa atau pemompaan. Hal ini memberikan dampak pada sistem irigasi yang tidak hanya mengandalkan pada air hujan saja dan kadar air tanah untuk transpirasi tanaman yang lebih cepat terserap (Handoko U 2001).
Analisis Keterkaitan Kekeringan Lahan Persawahan dengan Produktivitas Padi
Gambar 22 Produktivitas padi per hektar untuk empat kecamatan
Produktivitas padi merupakan hasil produksi padi untuk satu luasan hektar dalam suatu waktu tertentu. Terdapat beberapa faktor yang dapat mempengaruhi produktivitas padi diantaranya faktor yang berpengaruh nyata yaitu faktor tanah, penggunaan bibit, pemupukan, akses fasilitas irigasi, peptisida, dan intensif pemerintah selama tahun penanaman. Selain itu juga dipengaruhi oleh variabel meteorologi suatu daerah seperti curah hujan, temperatur, kelembaban (RH) serta radiasi matahari (Subash
et al 2011).
Produktivitas padi untuk ketiga kecamatan (Krangkeng, Kandanghaur dan Karangampel) cenderung turun pada tahun 2009 hingga tahun 2010 dengan nilai terendah pada tahun 2010, namun semakin naik hingga tahun 2012.Tahun 2010 terjadi penyimpangan musim kemarau dari kondisi normal karena bersifat basah. Adanya kenaikan suhu permukaan laut di Samudra Hindia berpotensi menciptakan daerah konvergensi (pusat tekanan rendah) di wilayah Indonesia terutama pulau Jawa. Perbedaan antara suhu permukaan laut yang lebih tinggi dari udara diatasnya,
17
menyebabkan udara berkembang dan bergerak keatas dengan membawa massa uap air yang akan menimbulkan awan konvektif penghasil hujan (IOD negatif). Hal ini juga diperparah dengan munculnya kejadian La Nina lemah mulai pertengahan Juli 2010. Meskipun lemah (sekitar -10C), ternyata semakin efektif meningkatkan curah hujan ketika bergabung dengan IOD negatif selama periode Juli hingga akhir tahun (BMKG 2011). Kondisi ini memberikan peningkatan kewaspadaan untuk penyebaran hama wereng dan tikus, sebab kedua hama ini lebih dapat berkembang pada tempat yang lembab (DEPTAN 2011).
Kecamatan Indramayu memiliki pola produktivitas yang berbeda, dengan nilai semakin naik untuk tahun 2009 hingga 2011, namun turun pada tahun 2012. Hal ini didukung oleh hasil pengamatan pada penelitian ini, untuk tahun 2012 kecamatan Indramayu memiliki intensitas kekeringan yang lebih tinggi. Kekeringan kelas ringan pada Juli 2012, kelas sedang pada September 2012 serta kelas berat pada September 2010. Jika dilihat secara grafis (Gambar 22), untuk kecamatan Indramayu memiliki produktivitas tertinggi bila dibandingkan dengan ketiga kecamatan lainnya (Kerangkeng, Kandanghaur dan Karangampel). Kecamatan Indramayu memiliki sawah irigasi seluas 1201 ha dan sawah non irigasi (tadah hujan seluas 536 ha) atau lebih dari 65 % sawah pada kecamatan ini sudah sawah beririgasi dengan pola pengelolaan yang cukup baik (BPS 2012). Hal ini terkait dengan sawah irigasi yang akan memiliki nilai produktivitas lebih tinggi sebab memiliki irigasi yang lebih tetap (relatif tidak bergantung dengan besar curah hujan bulanan). Sehingga hal ini berpengaruh pada ketersediaan air yang cukup dan memiliki kemampuan yang lebih baik untuk berproduksi dalam keadaan kekeringan meteorologi (Makurira et al 2011).
Kecamatan Kandanghaur pada Gambar 22 memiliki produktivitas padi terendah. Hal ini dapat terkait dengan nilai persentase VHI dan luasan kekeringan tertinggi dalam periode pengamatan tersebut. Produktivitas padi yang rendah ini dapat disebabkan oleh pola tanam padi dari petani di Indramayu bagian barat ini yang memaksakan tanam pada bulan memasuki musim kemarau karena hujan masih turun dengan harapan panen dapat maksimal. Kondisi lain, kecamatan ini yang berada dijalur pantai utara mengandalkan air Waduk Jatiluhur dalam sistem irigasinya namun pada musim kemarau biasanya debit air dari Waduk Jatiluhur ini hanya sekitar 60 % dari kondisi normal (Dinas Pertanian Indramayu 2012).
SIMPULAN DAN SARAN
SimpulanKekeringan dapat diindikasikan menggunakan indeks VHI (Vegetation Health
Index) yang dikorelasikan dengan luas kekeringan. Indeks VHI ini diperoleh dari indeks
TCI (Temperature Condition Index) dan VCI (Vegetation Condition Index) yang secara tidak langsung juga memiliki hubungan terhadap unsur iklim (suhu udara dan curah hujan rata-rata bulanan), dengan nilai koefisien determinan (R2) untuk TCI terhadap curah hujan 0.230 dan suhu udara 0.117. Kecamatan Krangkeng, Kandanghaur, Indramayu dan Karangampel tercatat memiliki tingkat sensitivitas kekeringan lebih tinggi. Hal ini ditunjukkan dengan nilai persentase VHI dan luas kekeringan tinggi
dalam periode 5 tahun pengamatan (2009-2013). Kejadian kekeringan umumnya lebih tinggi terjadi pada bulan Juli dan Agustus sedangkan secara temporal pada tahun 2012.
Hubungan antara persentase VHI <=40 (VHI untuk indikasi kekeringan) dengan luas kekeringan (Ha) memiliki koefisien determinan (R2) sebesar 0.619. Berdasarkan nilai tersebut, kekeringan lahan persawahan dapat mempengaruhi produktivitas padi. Produktivitas padi terendah terjadi pada tahun 2010 untuk Kecamatan Krangkeng, Kandanghaur serta Karangampel dan tahun 2012 untuk kecamatan Indramayu. Selama periode pengamatan (2009-2013), Kecamatan Kandanghaur memiliki produktivitas padi terendah dibandingkan dengan kecamatan lainnya untuk studi kasus Kabupaten Indramayu.
.
Saran
Perlu dilakukan penelitian lanjutan mengenai pembagian kelas indeks Kogan
Vegetation Health Index (VHI) khusus untuk wilayah pulau Jawa dengan verifikasi
faktor lain seperti sistem irigasi maupun faktor tanah yang dapat berkaitan dengan tingkat atau hasil produktivitas padi.
DAFTAR PUSTAKA
Ahyar. 2013. Pengelolaan Tanaman Padi Terpadu. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian : Jakarta.
[BMKG] Badan Meteorologi dan Geofisika. 2009. Drought Assement over Indonesian
related to El Nino and SSTA Indonesia. Inter-Regional Workshop on Indices and
Early Warning for Drought.
[BMKG]. Badan Meteorologi dan Geofisika. 2012. Buletin Analisis Hujan dan Indeks
Kekeringan. Jakarta : BMKG.
[BPS]. Badan Pusat Statistik. 2009. Indramayu dalam Angka. Indramayu : BPS. [BPS]. Badan Pusat Statistik. 2012. Indramayu dalam Angka. Indramayu : BPS.
Daruati, D. 2012. Pola Wilayah Kekeringan Lahan Basah (Sawah) di Propinsi Jawa Barat.[Tesis]. Depok (ID): Universitas Indonesia.
[DEPTAN]. 2011. Kemarau Basah 2010. [internet]. [Diunduh 2014 Juni 9]. Tersedia pada: www.tanamanpangan.deptan.go.id.
Dinas Pertanian. 2012. Pola Tanam Kabupaten Indaramayu [laporan penelitian]. Dinas Pertanian Kabupaten Indramayu.10-21.
Handoko U. 2001. Pewilayah hujan untuk menentukan pola hujan, studi kasus Kabupaten Indramayu. Laporan BMKG.
Huete et al. 2002. Overview of the radiometric and biophysical perfomance of the MODIS vegetation indices. Journal Remote Sensing of Evironmental. 83 (20).195-203.
Hung T and Yasuoka. 2005. MODIS Aplication in Enviromental Change Researches in the Southeast , Asian Region. Int J.of Geoinformatics. 1, 25-50.
Irawan. 2006. Fenomena Anomali Iklim El Nino dan La Nina Kecenderungan Jangka
Panjang dan Pengaruhnya terhadap Produksi Pangan. Forum Penelitian Agro
19
Jayaseelan A.T 2001. Drought and Floods Assesment and Monitoring Using Remote
Sensing and GIS, Satellite Remote Sensing and GIS Aplication in Agricultural
Meteorology. 291-313.
Kogan F. 1990. Remote Sensing of Weather Impacts on Vegetation in Non Homogenenous Areas. International Journal of Remote Sensing, 11.1405-1420. Kogan F. 1995. Application of vegetation index and brightness temperature for drought
detection. Journal Advances in Space Research. [15]. 91-100.
Kogan F. 1998. Global drought and flood watch from NOAA polar orbiting satellites.
Journal Advance Space Reseach.21[3].477-480.
Kogan F. 2001. Operational space technology for global vegetation assessment. Journal
of Building Am Meteorology Social.82(9):1949-1964.
Kogan, F.N et al. 2004. Derivation of pasture biomass in Mongolia from AVHRR-based vegetation health indices. Journal International of Remote Sensing. 25 (14).2889-2896.
Makurira H, et al. 2011. The effect of system innovation on water productivity in subsidence rainfed agriculture system in semiarid Tanzania. Elsevier
Agricultural Water Management 98. 1696-1703.
Mao K, et al. 2005. A practical split window algorithm for retrieving land surface temperature from MODIS data. Journal International of Remote Sensing. 26(15):3181-3204.
Patel N et al. 2012. Analysis of agriculture drought using vegetation temperature
condition index (VTCI) from Terra MODIS satelitte data. Journal of International Remote Sensing. 184(12).63:7153.
Ramesh P, Singh C, Sudipa R, Kogan F. 2010. Vegetation and temperature condition indices for drought monitoring over India.International Journal of Remote Sensing. 24(22):4393-4402.doi:10.1080/0143116031000084323.
Sofan P. 2008. Drought Monitoring Based on Remote Sensing Indices in Indramayu District-West Java-Indinesia.[Thesys]. China : Beihang University.
Subash N, et al. 2011. Extream rainfall indices and its impact on rice productivity a case study over sub humid climatic enviroment. Agricultural Water
Management 98. 1373-1387.
Tanaka A. 1976. Comparison of Rice Growth in Diffrent Environmental. In Proc.of the Symposium on Climate and Rice. International Rice Reseach Institute. Los Banos. Phillippines. 429-447.
Wan W, Xang L. 2004. Using MODIS Land Surface Temperature and Normalized Difference Vegetation Index Product for Monitoring Drought in the Southern Great Plains, USA. International Remote Sensing, 25 (1), 61-72.
Xianwei et al. 2007. Difference Respon of MODIS derived NDVI to root zone Soil Moisture in Semi Arid and Humid Regions. Journal of Hydrology. 12-24.
LAMPIRAN
Lampiran 1 Nilai TCI dan suhu udara (0C) Kabupaten Indramayu Januari 2009-Desember 2013
Tangal Hasil TCI Suhu Udara (oc) Tangal Hasil TCI Suhu Udara (oc) Tangal Hasil TCI Suhu Udara (oc) Tangal Hasil TCI Suhu Udara (oc) Tangal Hasil TCI Suhu Udara (oc)
Jan-09 48,93 26,07 Jan-10 45,32 26,43 Jan-11 46,65 27,31 Jan-12 45,32 26,49 Jan-13 55,86 26,42
Feb-09 56,45 26,32 Feb-10 44,46 27,12 Feb-11 57,21 26,22 Feb-12 44,70 27,53 Feb-13 44,36 26,98
Mar-09 36,45 27,18 Mar-10 43,19 27,48 Mar-11 55,58 27,38 Mar-12 50,50 27,41 Mar-13 40,30 27,87
Apr-09 45,48 27,76 Apr-10 45,13 27,31 Apr-11 46,50 27,88 Apr-12 38,51 27,59 Apr-13 32,12 28,04
Mei-09 45,57 27,84 Mei-10 45,31 28,35 Mei-11 44,50 28,24 Mei-12 37,33 27,64 Mei-13 35,21 27,37
Jun-09 41,20 26,72 Jun-10 45,59 27,78 Jun-11 36,50 26,01 Jun-12 37,59 27,25 Jun-13 33,18 27,62
Jul-09 39,88 27,13 Jul-10 44,69 26,95 Jul-11 46,05 26,6 Jul-12 34,85 26,28 Jul-13 43,31 26,69
Agust-09 36,47 27,16 Agust-10 36,47 27,62 Agust-11 26,01 26,81 Agust-12 29,91 27,22 Agust-13 49,59 27,02
Sep-09 37,83 27,69 Sep-10 37,83 27,31 Sep-11 26,01 27,74 Sep-12 13,75 27,89 Sep-13 28,49 28,17
Okt-09 32,17 28,33 Okt-10 32,17 27,4 Okt-11 26,65 28,32 Okt-12 26,33 28,25 Okt-13 26,69 27,78
Nop-09 37,91 27,78 Nop-10 37,91 27,8 Nop-11 46,45 28,16 Nop-12 37,13 26,03 Nop-13 27,03 27,67
Des-09 43,33 27,4 Des-10 43,33 26,75 Des-11 45,74 27,31 Des-12 50,23 27,03 Des-13 25,22 26,5
* sumber suhu udara : Balai Besar Penelitian Padi Sukamandi, Subang
Lampiran 2 Nilai TCI dan curah hujan (mm) bulan Kabupaten Indramayu Januari 2009-Desember 2013
2009 2010 2011 2012 2013 2009 2010 2011 2012 2013 Januari 49 45 47 45 56 226 181 283 261 230 Februari 56 44 57 45 44 355 276 68 154 44 Maret 36 43 56 51 40 48 208 138 110 144 April 45 45 46 39 32 102 115 222 119 249 Mei 46 45 44 37 35 186 209 70 0 66 Juni 41 46 36 38 33 94 158 27 41 57 Juli 40 45 46 35 43 0 97 0 0 182 Agustus 36 36 26 30 50 0 36 0 0 0 September 38 38 26 14 28 20 148 5 0 0 Oktober 32 32 27 26 27 7 123 82 0 4 Nopember 38 38 46 37 27 195 184 111 0 60 Desember 43 43 46 50 25 154 201 358 259 303 TCI Ch (mm) Bulan / Tahun
21
Lampiran 3 Nilai persentase VHI dan luas kekeringan Kecamatan Krangkeng JJAS 2009-2013
Ringan Sedang Berat Puso Total Ringan Sedang Berat Puso Total Ringan Sedang Berat Puso Total Ringan Sedang Berat Puso Total Ringan Sedang Berat Puso Total Juni 26,93 14,73 0,57 0,00 42,23 19,64 1,37 0 0 21,02 18,80 30,63 20,04 12,15 81,63 22,04 3,62 0,61 0 26,27 18,65 19,44 0,47 0 38,56 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 28 0 0 0 28 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Juli 9,93 2,73 0,27 0,00 12,93 19,03 14,16 0,31 0 33,50 38,74 20,27 5,42 0,48 64,90 15,99 5,09 0,08 0 21,17 18,65 19,44 0,47 0 38,56 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1598 746 0 0 2344 674 0 0 0 674 0 0 0 0 0 Agustus 11,46 0,80 0,35 0,00 12,62 28,45 10,70 0,71 0 39,86 31 51,97 5,17 0,62 88,76 29,80 11,56 0,95 0 42,31 2,69 0,09 0,36 0 3,13 665 610 590 0 1865 0 0 0 0 0 680 405 0 0 1085 95 95 0 0 190 0 0 0 0 0 September 45,08 26,81 0,50 0,10 72,49 4 0,27 0 0 4,27 35,14 36,54 11,41 0,33 83,42 19,36 5,56 4,41 0 29,33 4,62 0,00 0,36 0 4,97 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 693 295 0 0 988 2013 2009 2010 2011 2012
Lampiran 4 Nilai persentase VHI dan luas kekeringan Kecamatan Kandanghaur JJAS 2009-2013
Ringan Sedang Berat Puso Total Ringan Sedang Berat Puso Total Ringan Sedang Berat Puso Total Ringan Sedang Berat Puso Total Ringan Sedang Berat Puso Total
Juni 16,18 18,11 11,48 0,00 45,78 14,88 20,44 3,82 0 39,14 19,03 14,80 8,48 14,86 57,17 14,53 11,68 3,33 0,05 29,59 8,06 12,58 5,14 0 25,78 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 420 0 0 0 420 200 0 0 0 200 0 0 0 0 0 juli 14,53 16,44 4,12 0,01 35,10 12,82 3,33 0,33 0 16,48 26,73 11,49 2,95 4,10 45,26 15,88 11,62 5,99 0,11 33,59 7,82 3,43 8,15 0,08 19,48 125 0 0 0 125 0 0 0 0 0 1349 582 525 0 2456 1702 0 0 0 1702 0 0 0 0 0 agustus 19,03 4,37 0,76 0 24,16 29,60 25,35 12,01 0,50 67,46 18,68 23,52 16,07 1,58 59,84 31,93 31,15 5,21 2,00 70,30 27,82 3,08 0 0 30,89 220 265 270 0 755 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 958 0 0 0 958 0 0 0 0 0 September 30,70 45,02 0,63 0,08 76,42 18,63 7,28 0 0 25,91 29,25 29,39 28,49 2,04 89,18 31,02 26,66 4,20 0 61,89 20,00 26,61 2,76 0 49,38 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 644 644 0 0 0 0 0 2009 2010 2011 2012 2013
Lampiran 5 Nilai persentase VHI dan luas kekeringan Kecamatan Indramayu JJAS 2009-2013
Ringan Sedang Berat Puso Total Ringan Sedang Berat Puso Total Ringan Sedang Berat Puso Total Ringan Sedang Berat Puso Total Ringan Sedang Berat Puso Total
Juni 12,17 3,21 1,80 0 17,18 10,28 2,27 1,19 0 13,75 28,26 8,03 3,25 2,57 42,11 19,54 5,59 1,99 1,31 28,42 3,91 0,13 0,36 0 4,40 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 420 0 0 0 420 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 juli 11,50 5,37 1,95 0,21 19,03 5,29 3,05 1,75 0,08 10,16 26,46 12,40 9,40 1,85 50,11 16,52 5,52 0,87 0 22,91 1,27 0,94 0 0,08 2,29 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 691 0 0 0 691 0 0 0 0 0 agustus 22,87 13,10 5,17 0 41,13 25,30 27,68 22,30 4,46 79,75 30,02 29,62 13,51 2,05 75,20 27,97 20,45 4,32 3,33 56,06 30,48 9,25 0,63 0 40,36 220 0 0 0 220 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 September 39,92 33,89 4,77 2,59 81,17 16,45 9,75 0 0 26,20 27,04 21,32 19,61 5,83 73,81 24,20 8,31 8,54 0 41,05 21,29 25,35 2,22 0,20 49,07 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 167 78 63 308 0 0 0 0 0 2009 2010 2011 2012 2013
Lampiran 6 Nilai persentase VHI dan luas kekeringan Kecamatan Karangampel JJAS 2009-2013
Ringan Sedang Berat Puso Total Ringan Sedang Berat Puso Total Ringan Sedang Berat Puso Total Ringan Sedang Berat Puso Total Ringan Sedang Berat Puso Total
Juni 4,43 1,16 0,11 0 5,70 8,09 0,52 0 0 8,61 29,84 20,50 8,06 7,16 65,56 14,00 1,89 0,18 0,00 16,07 9,89 7,17 0 0 17,06 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 juli 0,73 0,33 0 0 1,06 4,64 0,22 0 0 4,86 33,31 11,87 4,73 2,46 52,37 3,49 0,38 0 0 3,87 4,52 0,80 0 0 5,32 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 248 450 0 0 698 0 0 0 0 0 agustus 37,87 38,63 0,91 0 77,41 62,58 6,63 0 0 69,21 30,96 46,02 13,54 2,06 92,59 28,14 14,09 2,26 0 44,49 24,75 18,85 0,31 0 43,90 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 405 0 0 0 405 357 357 0 0 714 0 0 0 0 0 September 59,14 20,28 0,10 0 79,52 2,27 0 0 0 2,27 17,52 35,28 35,50 10,73 99,03 33,78 10,75 0 0 44,53 22,26 24,34 2,36 0 48,96 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2009 2010 2011 2012 2013
*) Lampiran 3, 4, 5, 6 untuk luas kekeringan (Ha) dan VHI (persentase)
Lampiran 7 Produktivitas padi per kecamatan tahun 2009-2012
Kecamatan Tahun Produktivitas per hektar (kw)
Kerangkeng 2009 69,44 2010 61,75 2011 66,52 2012 77,96 Kandanghaur 2009 59,53 2010 54,44 2011 63,1 2012 69,86 Indramayu 2009 63,17 2010 76,1 2011 86,46 2012 75,02 Karangampel 2009 76,77 2010 66,63 2011 69,61 2012 74,75
23
Lampiran 8 VHI dan luas kekeringan kelas ringan periode JJAS 2009-2013
(a) Kecamatan Krangkeng (b) Kecamatan Kandanghaur
Lampiran 9 VHI dan luas kekeringan kelas sedang periode JJAS 2009-2013
(a) Kecamatan Krangkeng (b) Kecamatan Kandanghaur
25
Lampiran 10 VHI dan luas kekeringan kelas total periode JJAS 2009-2013
(a) Kecamatan Krangkeng (b) Kecamatan Kandanghaur
Lampiran 11 VHI dan luas kekeringan kelas berat periode JJAS 2009-2013
(a) Kecamatan Kandanghaur (b) Kecamatan Indramayu
27
Riwayat Hidup
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 15 Juli 1992. Penulis merupakan putri pertama dari pasangan Bapak Sadadi dan Ibu Sumirah. Penulis menyelesaikan pendidikan Taman Kanak-Kanak pada tahun 1999 di TK Pertiwi Yogyakarta, kemudian pendidikan Sekolah Dasar di SDN Jatibening VIII pada tahun 2001 dan pendidikan Sekolah Menengah Pertama di SMPN 51 Jakarta pada tahun 2007 serta pendidikan Sekolah Menengah Atas di SMAN 91 Jakarta pada tahun 2010. Setelah lulus SMAN, penulis melanjutkan pendidikan ke Institut Pertanian Bogor (IPB) dan diterima pada Mayor Meteorologi Terapan, Departemen Geofisika dan Meteorologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam melalui jalur USMI.
Selama perkuliahan penulis pernah aktif dalam organisasi seperti Himpunan Mahasiswa Agrometeorologi (HIMAGRETO) pada tahun 2011 sebagai sekertaris divisi internal. Selama itu juga penulis aktif dalam berbagai kepanitian yang berskala lokal, nasional, bahkan internasional, serta berbagai kompetisi tingkat dalam maupun luar universitas. Pada tahun 2011 hingga 2013 penulis aktif sebagai pengajar private bimbingan belajar. Kegiatan penelitian ini dilakukan di Kabupaten Indramayu, Jawa Barat sebagai syarat untuk memperoleh gelar sarjana sains dibawah bimbingan bapak Yon Sugiarto SSi MSc dan Ibu Parwati SSi M.Sc.
