320 1
Bahagian Geografi, Pusat Pengajian Ilmu Kemanusiaan, Universiti Sains Malaysia, 11800 Minden, Pulau Pinang
2
Jabatan Geografi, Fakulti Sains Manusia dan Alam Sekitar, Universiti Pendidikan Sultan Idris, 35900 Tanjong Malim, Perak
ABSTRAK: Dataran banjir yang merupakan habitat bagi gabungan pelbagai jenis hidupan
adalah terbentuk daripada hasil interaksi pelbagai jenis tindak balas sungai, perkembangan musim, dan keakraban hubungan dataran banjir dengan habitat di sekitarnya. Banjir yang telah berlaku pada masa lampau telah memendapkan sejumlah endapan atau sedimen lalu membentuk dataran banjir. Oleh itu, sistem dataran banjir amat bergantung kepada darjah kebolehubahan pelbagai bahagian di dataran banjir terhadap kekerapan dan tempoh banjir. Kertas kerja ini dibuat bagi meninjau kesan pelbagai regim hidrologi dalam mempengaruhi ciri-ciri lapisan endapan di dataran banjir seterusnya melihat bagaimana perbezaan ciri lapisan endapan ini mempengaruhi proses transformasi dan variasi kandungan nutrien di dalam lapisan endapan tersebut. Bagi mencapai matlamat ini, tiga stesen telah dipilih di sepanjang Sungai Muda iaitu stesen Merbau Pulas, Ekor Kucing dan Kemumbung. Setiap stesen yang dipilih telah dikorek secara menegak untuk mendapatkan sampel tanih bagi setiap 2cm lapisan endapan. Kesemua sampel bagi stesen-stesen ini telah dibawa ke makmal dan dianalisis dengan parameter-parameter seperti saiz partikel, ketumpatan pukal, pH, kandungan bahan organik tanih, dan juga kandungan nutrien seperti nitrogen, fosforus dan kalium. Ciri-ciri sedimen ini adalah penting kerana berpotensi untuk menunjukkan dan merakam petanda perubahan iklim seterusnya ia juga memainkan peranan dalam pembentukan landskap.
Kata kunci: Dataran banjir, ciri lapisan endapan, saiz butiran, nitrogen, fosforus, kalium.
Pengenalan
Dataran banjir merupakan kawasan yang terbentuk apabila sedimen yang dibawa oleh arus sungai dimendapkan ketika banjir di kawasan tanah lembap yang mana arus sungai mengalir perlahan (Douglas, 1973). Berdasarkan perspektif ekologi pula, banjir bermula daripada sungai yang tidak mampu menampung jumlah air yang terlalu banyak. Air banjir melakukan kerja yang dinamik dan berubah-ubah pada saluran sungai serta sempadannya. Ia menghakis dan mendeposit endapan dalam saluran, kawasan dataran banjir, dan seterusnya melimpah kepada kawasan tanah bencah dan dataran banjir (Poff et. al., 1997). Proses ini berlaku secara berulang, iaitu selagi berlakunya banjir maka selagi itulah berlakunya pemendapan di dataran banjir (Laute & Beylich, 2010). Dataran banjir merupakan komponen penting di dalam sebuah sistem kawasan tadahan kerana ia mempengaruhi simpanan atau pemendapan di bahagian hilir (Knox, 2006). Menurut Knox (2006) lagi, dataran banjir juga menyediakan pelbagai jenis sumber penting seperti kawasan pertanian yang subur dan yang lebih utama, dataran banjir juga merupakan kawasan pemendapan sedimen dan juga kawasan penerimaan
Analisis Karakteristik Lapisan Endapan dan Hubunganya dengan
Kandungan Nutrient di dalam Tanih: Satu Kajian Kes Dataran Banjir Sungai
Muda, Kedah
Siti Fadzilatulhusni Bte Mohd Sani1, Wan Ruslan Ismail1, Zullyadini A. Rahaman1, Mohamad Adam Omar1, Zainudin Othman2
321
zat-zat toksik yang dibawa oleh sungai. Oleh sebab itu, dataran banjir juga dikatakan sebagai lanskap muka bumi fizikal yang dikawal sepenuhnya oleh sistem hidrologi sungai yang terdapat di sekitarnya dan kesinambungan yang terbentuk antara sistem tersebut amat mempengaruhi ekosistem terutamanya imbangan nutrien dan sumber karbon organik yang terdapat disekitarnya (Langhans et al., 2006).
Selain itu, dataran banjir turut menyediakan kepelbagaian biodiversiti yang tinggi, di samping bertindak sebagai penyerap karbon yang utama (Huseyin & Ali, 2010). Ini bermakna, kepelbagaian biodiversiti yang terbentuk di dataran banjir adalah dipengaruhi oleh proses yang berlaku di sekitar dataran banjir. Hal ini dapat dikaitkan dengan kandungan nutrien di dalam lapisan tanih yang termendap di dataran banjir. Ia bertindak sebagai faktor pencetus kepada kewujudan pelbagai hidupan di kawasan tersebut (Ward & Uehlinger, 2003). Secara dasarnya, tanih adalah sumber utama yang membekalkan nutrient yang diperlukan oleh tumbuh-tumbuhan dan tumbuh-tumbuhan pula merupakan asas makanan dan habitat bagi kebanyakan hidupan yang lain (Carlos & Jordi, 2004). Tiga jenis nutrien utama yang biasa terdapat di dalam tanih adalah nitrogen (N), fosforus (F), dan Kalium (K) (Van Duivenbooden, 1996). Biasanya gabungan ketiga-tiga nutrien ini disebut sebagai NPK. Di samping NPK, kalsium, magnesium dan sulfur juga merupakan nutrien yang penting dan biasa terdapat di dalam tanih (Barber, 1995).
Walaubagaimanapun, kandungan nutrien-nutrien ini amat bergantung kepada litupan tumbuh-tumbuhan dan gunatanah yang terdapat di atasnya (Schroeder, 1995). Selain itu, ia juga dipengaruhi oleh kandungan mineral dan jenis batuan yang terdapat di dalam kawasan tersebut (De Groot & Van Wijck, 1993). Akan tetapi, lain pula halnya dengan kandungan nutrien tanih di kawasan dataran banjir. Hal ini kerana kandungan nutrien tanih di dataran banjir juga turut dipengaruhi oleh jenis batuan atau partikel yang diangkut oleh air semasa banjir berlaku. semasa pemendapan sedimen berlaku di dataran banjir, kebanyakan sedimen adalah terdiri daripada partikel-partikel yang kasar dan berat untuk terus diangkut oleh arus sungai. Oleh itu, kesan pemendapan sedimen dapat dilihat dengan jelas melalui profil menegak bagi dataran banjir. Lantaran proses pemendapan yang berlaku berulang-ulang pada setiap kali berlakunya banjir, maka tanih yang berada di dalam dataran banjir merupakan tanih yang sentiasa subur dan terhindar daripada fenomena kehilangan nutrien dan ketandusan tanih. Lalu, boleh dikatakan permukaan dataran banjir juga akan mengalami proses pembentukan tanah seperti yang berlaku di hutan (Baldwin & Mitchell, 2000). Bezanya, tanih di dataran banjir terdedah kepada risiko hakisan arus sungai yang lebih tinggi berbanding dengan tanih yang berada di dalam hutan yang hanya terdedah kepada hakisan percikan, hakisan galur, dan hakisan alur (walaubagaimanapun kesan hakisan ini dapat dikurangkan dengan adanya pelbagai jenis litupan bumi seperti tumbuhan renek, rumput dan tumbuhan lantai yang lain) (Poesen et. al., 1996).
322 Kawasan Kajian
Sungai Muda ialah sungai yang terpanjang di negeri Kedah dan ia terletak di utara Semenanjung Malaysia dengan kawasan hulunya yang datang dari kawasan pergunungan di utara negeri ini. Sungai Muda yang terletak di dalam sempadan Kedah dan Pulau Pinang ini mempunyai keluasan jumlah kawasan tadahan sebanyak 4210 km2 dengan panjang sungai sebanyak 180 km bermula dari Empangan Muda dan mengalir ke seluruh daerah Baling, Sik, dan juga Kuala Muda. Sistem Sungai Muda mempunyai tiga anak sungai utama iaitu Sungai Ketil dengan kawasan tadahannya seluas 868 km2, Sungai Sedim (626 km2) dan Sungai Chepir (335 km2).
Sistem pengairan Sungai Muda yang membekalkan air untuk kegunaan sektor pertanian, industri dan domestik bagi negeri Kedah dan juga Pulau Pinang sering dilanda banjir pada musim hujan dari bulan April hingga Jun dan September hingga November setiap tahun. Banyak masalah yang telah dibangkitkan apabila banjir menjadi semakin terus setiap tahun. Antara masalah yang selalu dibangkitkan adalah hakisan tebing sungai, pencemaran sungai dan juga pengurangan sumber air. Peristiwa banjir yang berlaku pada tahun 2003 adalah yang terburuk pernah direkodkan setakat ini berbanding dengan peristiwa sebelumnya iaitu pada tahun 1988, 1995 dan 1998. RAJAH 1 menunjukkan peta kawasan kajian yang dibuat berdasarkan dua pertindihan peta topografi tahun 1960 dan tahun 1986. Daripada peta tersebut, kita dapat melihat perubahan likuan sungai, pembentukan tasik ladam, dan dataran banjir yang sangat berkait dengan proses hakisan dan pemendapan yang berlaku di sekitar Sungai Muda.
RAJAH 1: Gambarajah menunjukkan peta kawasan kajian yang dibuat berdasarkan 2 buah
peta berlainan tahun iaitu tahun 1960 dan 1986 bagi melihat perubahan likuan sungai yang berlaku di sekitar Sungai Muda.
323
Ekor kucing (U 05° 33.27’, T 100° 32.30’), Kemumbung (U 05° 32.50’, T 100° 35.120’), dan Merbau Pulas (U 05° 32.34’, T 100° 34.50’) yang kesemuanya terletak di daerah Kulim.
Taburan hujan
Kebanyakan negeri-negeri di Malaysia mempunyai purata hujan sebanyak 2400 mm yang dianggap tinggi jika dibandingkan dengan negara-negara lain di benua Asia (Latif & Chan, 1995; Muhammad Barzani et. al, 2010; Suhaila & Abdul Aziz, 2007). Hal ini dipengaruhi oleh cuaca Malaysia yang dicirikan oleh dua jenis monsun iaitu Monsun Barat Daya yang berlaku daripada akhir Mei hingga September. Manakala Monsun Timur Laut pula berlaku daripada bulan November hingga Mac. Monsun Timur Laut membawa hujan yang lebat, terutamanya di negeri-negeri pantai timur Semenanjung Malaysia dan Barat Sarawak. Monsun Barat Daya pula biasanya agak kering dan membawa sedikit hujan di bahagian pantai barat Semenanjung Malaysia.
RAJAH 2 menunjukkan purata bagi kedua-dua buah stesen yang terletak berdekatan dengan
kawasan kajian ini ialah 2226 mm/tahun bagi Ladang Victoria dan 2355.7 mm/tahun untuk stesen Merbau Pulas. Sekitar tahun 1980-an, graf menunjukkan peningkatan hujan yang berlaku secara mendadak di stesen Merbau Pulas. Rekod paleo mengenai hujan adalah sangat penting bagi menentukan sifat saluran sungai seterusnya dikaitkan dengan kadar luahan dan larian permukaan.
RAJAH 2: Graf menunjukkan jumlah hujan daripada tahun 1953 hingga tahun 2000 bagi dua
buah stesen yang terletak berdekatan dengan kawasan kajian.
Luahan
324
melebihi 15 meter dari aras laut, paras air di stesen Ladang Victoria iaitu 3.5 meter adalah berada pada tahap normal. Manakala 8.4 meter adalah tahap bahaya dan amaran banjir akan dikeluarkan sekiranya paras air mencapai aras ini.
RAJAH 3: Graf menunjukkan kadar luahan sungai yang direkodkan oleh JPS daripada tahun
1960 hingga tahun 2005 di stesen Ladang Victoria (100° 34’ 20” E, 05° 31’ 35” N).
Kaedah Persampelan dan Analisis Makmal
Satu teras lapisan tanih telah dikorek secara menegak sehingga ke lapisan tanih paling bawah. Tujuannya adalah untuk mendapatkan sampel bagi setiap lapisan tanih mengikut kedalaman dengan selang setiap 2cm dan lebar 10 cm x 10 cm. Kaedah persampelan ini dibuat
berdasarkan kajian “Banjir dan perubahan iklim” yang dilakukan oleh Sant et. al. (2004). Sedimen sungai biasanya menyimpan pelbagai rekod ekologi di dalam setiap lapisannya. Rekod ini amat berguna bagi menganalisis beberapa data kontemporari yang mempunyai kaitan dengan perubahan ekologi sungai yang telah berlaku (Knox, 2006). Oleh itu, setiap sampel diambil dengan teliti dan kemudiannya dilabel bagi mengelakkan daripada berlakunya kesilapan.
325
JADUAL 1: Berikut adalah senarai parameter dan kaedah kajian yang digunakan di dalam
kajian ini.
Parameter Unit Kaedah
Ketumpatan pukal g/cm³ Storer, 1984. pH Berasid/Beralkali Tinsley, 1970.
Komposisi tanih % Ashworth et. al., 2001. Kandungan bahan organik % Frogbrook & Oliver, 2001. Kandungan fosfat mg/g Gianello & Bremner, 1986. Kandungan nitrogen mg/g Gianello & Bremner, 1986. Kandungan kalium mg/g Warncke & Brown, 1998
Keputusan dan Perbincangan
Data bagi setiap sampel lapisan endapan yang dianalisis dengan menggunakan kaedah seperti yang dijelaskan di dalam JADUAL 1 telah diplotkan dengan graf bagi melihat perbezaan data setiap lapisan (RAJAH 4). Keputusan analisis ini akan diikuti dengan perbincangan mengenai perkaitan antara ciri-ciri fizikal dan ciri-ciri kimia lapisan endapan.
a)
Ketumpatan pukal (g/cm3)
b)
pH
c)
326
d)
Kandungan Fosfat (mg/g)
e)
Kandungan Nitrogen (mg/g)
f)
Kandungan Kalium (mg/g)
RAJAH 4: Menunjukkan keputusan analisis makmal bagi analisis (a) ketumpatan pukal, (b)
pH, (c) kandungan bahan organik tanih, (d) kandungan fosfat, (e) kandungan nitrogen, dan (f) kandungan kalium.
Ketumpatan pukal lapisan tanih
Ketumpatan pukal tanah (g/cm³) merupakan jumlah jisim pepejal dalam tanih per unit isipadu tanih. Istilah isipadu di sini adalah termasuk kesemua ruang dan liang yang mengandungi pepejal tanah. Dalam menentukan nilai ketumpatan pukal, ia bergantung kepada sebahagian besar struktur tanih dan juga teksturnya. Struktur tanih merujuk kepada susunan partikel tanih secara ke dalam, ia juga dikenali sebagai agregat. Manakala tekstur pula merupakan bentuk atau ciri permukaan zarah (Che Aziz Ali, 1995). Lazimnya, nilai ketumpatan pukal tanih yang bertekstur halus (fine) adalah antara 1.1 g/cm³ hingga 1.3 g/cm³. Manakala yang mempunyai nilai kira-kira 1.3 g/cm³ hingga 1.7 g/cm³ pula merupakan jenis tanih yang lebih kasar (Bhagwat, 2009). Tanih yang bertekstur kasar umumnya mempunyai jumlah liang yang lebih banyak berbanding dengan tanah yang bertekstur halus (Sabihin et. al., 2011). Ciri ini telah membuatkan tanih bertekstur halus mempunyai keporosan yang rendah. Selain itu, tanih jenis ini juga biasanya lebih berat berbanding tanih yang bertekstur kasar kerana tanih ini lebih tumpat. Kesemua ciri-ciri tersebut telah membuatkan tanih yang bertekstur halus ini mempunyai nilai ketumpatan pukal yang lebih tinggi berbanding tanih yang bertekstur halus (Andrew et. al., 1978; Satish & Leif, 2002). Biasanya tanih jenis lempung atau liat dikelaskan di dalam kategori bertekstur halus.
327
(1.32 g/cm³) dan Kemumbung (1.41 g/cm³). Manakala stesen Ekor Kucing telah menunjukkan nilai yang berada di bawah kategori halus iaitu 0.96 g/cm³. Ini dapat dilihat dengan jelas melalui teksturnya yang sangat halus dan padat. Hal ini dapat dikaitkan dengan keputusan bagi analisis komposisi tanih yang mana stesen Merbau Pulas dan Kemumbung mempunyai peratusan kandungan pasir yang lebih tinggi berbanding stesen Ekor Kucing. Manakala stesen Ekor Kucing pula menunjukkan peratusan kandungan kelodak yang paling tinggi berbanding dengan stesen Merbau Pulas dan Kemumbung.
pH lapisan tanih
pH merupakan suatu petunjuk yang penting dalam membuat kajian tanih kerana, pH seringkali dikaitkan dengan pelbagai parameter yag lain seperti bahan organik, jenis batuan dan nutrien (Pietri & Brookes, 2008). pH juga merupakan faktor yang sangat penting bagi kebanyakan proses dan tindakbalas kimia yang berlaku di dalam persekitaran batuan (Khairuddin Abdul Karim, 1998). Menurut beliau lagi, pH bergerak secara songsang dengan kepekatan ion hidrogen yang terdapat di dalam air. Nilai pH juga mudah dipengaruhi oleh sifat-sifat kimia batuan atau tanih di sekitarnya. Tanih yang berpasir dan lempung biasanya mempunyai nilai pH asal yang sama, walaubagaimanapun masing-masing bertindakbalas dengan cara yang berbeza apabila nilai pH kedua-duanya dipertingkatkan melalui percampuran dengan batu kapur. Untuk menjadi batuan berasid, tanih lempung biasanya memerlukan lebih dua kali ganda amaun kapur berbanding dengan yang diperlukan oleh tanih berpasir (Che Aziz Ali, 1995). Hujan pula mampu bertindak menurunkan nilai pH tanih kerana ion logam akan terlarut lesap dan digantikan dengan hidrogen. Di kawasan yang mempunyai hujan tahunan yang tinggi biasanya mempunyai jenis batuan yang berasid, contohnya di kawasan tropika lembap (Stevenson, 1991).
Daripada hasil analisis pH yang dijalankan ke atas semua sampel, di dapati bahawa pH kelihatan seragam daripada lapisan teratas sehingga lapisan terbawah. Walaubagaimanapun, perbezaan jelas dilihat di antara stesen. Stesen Kemumbung telah mencatatkan nilai pH yang tinggi berbanding dua stesen yang lain. Julat yang direkodkan bagi stesen ini adalah 4.17 hingga 5.01 (masing-masing pada lapisan 10 cm hingga 12 cm dan 30 cm hingga 32 cm) dengan purata bacaan sebanyak 4.58. Manakala stsesan Ekor Kucing mencatatkan julat yang terendah iaitu 3.46 (pada lapsian 64 cm hingga 66 cm) dan 4.27 (pada lapisan 70 cm hingga 72 cm) dengan bacaan purata 3.87. Stesen Merbau Pulas pula menunjukkan purata bacaan sebanyak 4.00 dengan julat daripada 3.65 hingga 4.67 (masing-masing pada lapisan 18 cm hingga 20 cm dan 122 cm hingga 124 cm). Antara faktor yang dapat dikaitkan dengan perbezaan nilai pH ini adalah kandungan bahan organik dan komposisi tanih, yang mana semakin tinggi kandungan bahan organiknya maka semakin tinggi nilai pH dan semakin banyak peratusan liat di dalam sampel tanih maka semakin tinggi nilai pH dan ia disifatkan sebagai beralkali (Laverman et. al., 2001; Pietri & Brookes, 2008; Sabihin et. al., 2011).
Kandungan bahan organik tanih
328
partikel tanih yang kecil untuk menjadi partikel yang mempunyai agregat tanih yang lebih besar.
Pengagregatan adalah penting untuk menghasilkan struktur tanih yang baik dari segi pengudaraan, penyusupan air, kerentanan terhadap kadar hakisan dan pembentukan kerak (Sabihin, et. al., 2011). Ketahanan ataupun kestabilan bahan organik juga turut menyumbang kepada keupayaan partikel untuk memegang nutrien dan juga mempengaruhi warna tanih. Bahan organik yang tidak aktif merupakan bahan yang mereput dengan kadar yang sangat perlahan dan ia menyumbang kepada kadar kesuburan yang lebih rendah berbanding dengan bahan organik yang aktif. Bahan organik di dalam tanih mempunyai beberapa fungsi, di antaranya ialah pembekal nutrien kepada tanaman dan juga merupakan agen yang penting untuk memperbaiki struktur tanih, mengekalkan peratus komposisi tanih dan juga mengurangkan kadar hakisan (Parton, 1987).
Menurut Sabihin et. al. (2011), Kehadiran bahan organik amat mempengaruhi kandungan air di dalam tanih. Semakin banyak kandungan bahan organik di dalam tanih, maka ia telah membantu menambahkan peratusan rongga mikro dan mengurangkan jumlah rongga makro. Seterusnya ia membantu mengurangkan jumlah kehilangan air di dalam tanih bagi kegunaan tumbuh-tumbuhan. Tekstur tanah juga merupakan kawalan utama yang lebih dinamik bagi menentukan kandungan bahan organik.
Kebiasaannya, kandungan bahan organik di permukaan kawasan dataran banjir adalah tinggi (15% hingga 28% daripada berat kering) jika hendak dibandingkan dengan lapisan liat yang berada di bahagian bawah (hanya 0.7% hingga 4.31% daripada berat kering). Walaubagaimanapun, ia bergantung juga kepada tekstur tanih (Dregne & Maker, 1955). Bagi stesen Ekor Kucing, nilai bahan organik yang tertinggi dicatatkan oleh lapisan ke 6-8 cm (14.89%). Manakala nilai yang paling rendah dicatatkan oleh lapisan 70-72 cm iaitu 0.72%. Bagi stesen Kemumbung pula, lapisan yang mencatatkan bacaan yang tertinggi adalah di lapisan 30-32 cm dengan bacaan 27.46% dan bacaan terendah dicatatkan oleh lapisan 28-30 cm dengan bacaan 4.31%.
Komposisi lapisan tanih
329
RAJAH 5: Menunjukkan keputusan analisis komposisi tanih bagi ketiga-tiga stesen kajian
yang dilakukan dengan menggunakan kaedah hidrometer.
Carta pai di dalam RAJAH 5 menunjukkan keputusan analisis partikel di ketiga-tiga stesen kajian. Berdasarkan carta tersebut, pasir merupakan komposisi yang paling dominan berbanding dengan peratusan tanah liat dan kelodak. bagi sampel di ketiga-tiga stesen. Data bagi analisis ini selari dengan analisis ketumpatan pukal yang mana peratusan pasir yang terdapat di stesen Merbau Pulas (73%) dan Kemumbung (71%) adalah lebih tinggi berbanding kawasan Ekor Kucing (61%). Walau bagaimanapun, stesen Ekor Kucing mempunyai peratusan kelodak yang lebih tinggi iaitu 28% berbanding Merbau Pulas dan Kemumbung masing-masing hanya 10% dan 13%. Walaubagaimanapun, dapat disimpulkan bahawa sampel daripada stesen Ekor Kucing, Kemumbung dan Merbau Pulas merupakan jenis lom berpasir.
Kandungan nutrien tersedia dan nutrien terlarut mengikut profil tanih
Menurut Tukiman Lihan et. al. (2006), Kandungan nutrien tersedia adalah merujuk kepada nutrient yang sedia ada di dalam tanih. Ia bergantung kepada jenis tanih. Tanih jenis lempung akan mempunyai kandungan potassium (K) dan Magnesium (Mg) yang lebih tinggi, manakala tanih jenis pasir akan mengandungi nutrien fosfat (PO43-) yang lebih tinggi.
Manakala kandungan nutrien terlarut adalah jenis nutiren yang dipengaruhi oleh aktiviti gunatanah. Contohnya, nutrien sulfat (SO42-) didapati lebih banyak di terdapat di kawasan
industri logam, manakala nitrat (NO3--N) dan ammonia (NH4+-N) akan lebih tinggi di
kawasan pertanian. Walaubagaimanapun, unsur P juga boleh diklasifikasikan sebagai unsur nutrien terlarut kerana kini terdapat baja fosfat yang digunakan bagi meningkatkan kesuburan tanih (Sabihin et. al., 2011). Di dalam kajian ini, nutrien tersedia diwakili oleh PO43- dan K,
manakala nutiren terlarut diwakili oleh N (merangkumi nitrat dan ammonia). Fosforus dan nitrogen merupakan unsur nutrien yang utama dalam sektor pertanian dan sistem akuatik. Walaubagaimanapun, proses eutrofikasi yang giat berlaku boleh membawa kepada kesan ekologi yang tidak diingini. Nitrogen dan fosforus menunjukkan perbezaan ciri, sifat dan peranan di dalam kitaran dan mekanisme pengangkutan. Contohnya, anion fosfat (PO4-3)
merupakan unsur yang terikat kuat di dalam pepejal tanih dan pepejal terlarut yang dikawal oleh proses pertukaran kimia (terutamanya penjerapan atau penyahjerapan, dan pembubaran atau pemendakan). Sebaliknya, anion nitrat (NO3-) tidak berkesan disimpan oleh tanah, dan
330
proses pengewapan ammonia, denitrifikasi atau nitrifikasi). Kehilangan fosfat di dalam air larian kawasan pinggiran adalah sangat kecil dan kehilangan ini adalah biasanya akibat dijerap oleh partikel (contohnya, apa yang berlaku semasa fasa hakisan tanah) (Sharpley & Withers, 1994).
Tanih di dalam dataran banjir menyediakan nutrien yang banyak bagi pertumbuhan tumbuh-tumbuhan, tetapi bekalan nutrien berubah dari masa ke masa bergantung kepada kitaran hidrologi (Melack & Fisher, 1990). Proses nyahnutrien mungkin berlaku semasa keadaan tidak banjir, iaitu apabila tiada input daripada sungai. Kebanyakan kajian yang dilakukan menunjukkan bahawa nitrogen (N) telah bertindak sebagai faktor pengehad dalam pengeluaran biojisim, kerana air biasanya kaya dengan unsur larut yang utama tetapi bukan nitrogen (Forsberg, 1984; Setaro & Melack, 1984; Furch & Junk, 1993). Pertukaran air dan unsur nitrogen di antara sungai dan dataran banjir adalah amat penting dalam sistem yang kompleks ini (Kern & Darwich, 1997). Tetapi pengikatan unsur N2 dan proses denitrifikasi
yang juga merupakan proses penting untuk hutan, iaitu seperti yang dilaporkan untuk kepelbagaian ekosistem yang terdapat di dalam kitaran hidrologi termasuklah dataran banjir Amazon (Melack & Fisher, 1990; Doyle & Fisher, 1994). Selain itu, terdapat juga beberapa faktor lain yang dapat mempengaruhi pengikatan nitrogen dan proses denitrifikasi. Sepertimana kitaran fosforus, kitaran nitrogen kebanyakannya dipengaruhi oleh bakteria, walaupun terdapat beberapa bukti bahawa beberapa jenis mineral dan galian turut memainkan peranan penting (Luther et. al., 1997). Walaubagaimanapun, tindak balas yang berbeza telah berlaku dalam fasa sedimen oksik dan anoksik.
Dalam sedimen yang tidak berkapur (non-calcareous sediments), kandungan fosforus berkait rapat dengan kitaran besi (ferum). Kitaran umum ferum-fosforus (Fe-P) di dalam ekosistem air tawar menunjukkan bahawa ortofosfat (PO4-) yang dibebaskan terutamanya daripada
sebahagian sedimen yang anoksik (sedimen yang tidak mempunyai oksigen). Ini bermakna, oksigen memainkan peranan penting dalam mengawal pembebasan fosforus daripada sedimen. Apabila interfasa sedimen-air menjadi anoksik, fosfat akan dibebaskan dengan cepat ke dalam air. Setelah dibebaskan, fosforus akan diasingkan oleh biota atau zarah ferum (Fe) samada dengan cara dijerap oleh sedimen yang oksik (beroksigen) atau bahagian yang lembap dan mempunyai unsur air (Ahmad Ismail & Asmida Ismail, 2008). Walaubagaimanapun, terdapat beberapa mekanisma lain yang turut bertanggungjawab untuk melepaskan fosforus daripada sedimen. Hal ini termasuklah mekanisme pengurangan ferum, pengurangan sulfat, hidrolisis polifosfat dalam sedimen dan sebagainya (Baldwin et. al., 1997; Roden & Edmonds, 1997). Semasa proses pengurangan besi berlaku, ia juga telah mengurangkan jumlah bakteria yang menggunakan ferum oksida dan oksihidroksida sebagai tindakan kawalan elektron untuk respirasi anaerob. Dalam erti kata lain, bakteria ini menjadi pemangkin kepada pengurangan aktiviti penguraian mineral ferum oksida (Fe3+) kepada ion-ion ferus (Fe2+) Lovley et. al., (1991). Mana-mana ion fosfat yang bergabung dengan permukaan pepejal mineral akan dilepaskan apabila berlaku hakisan permukaan sedimen oleh sebahagian bakteria. Walaubagaimanapun, Roden & Edmonds (1997) mendapati bahawa banyak fosforus telah dikeluarkan semasa fasa pengurangan Fe3+ lalu membentuk kompleks yang tidak larut dengan Fe2+. Contohnya, Vivianite (Fe3(PO4)28(H2O)) iaitu sejenis mineral
331
& Doll). Hal ini dapat dijelaskan bahwa pengapuran (pengalkalian) pada tanah dengan kandungan Al yang tinggi dapat meningkatkan ketersediaan fosfat bagi tanaman karena pH tanah meningkat.
Dalam kajian ini, stesen Ekor Kucing mencatatkan nilai purata unsur K sebanyak 0.9312 mg/g, unsur N sebanyak 0.6843 mg/g dan unsur P sebanyak 0.4067 mg/g. Manakala stesen Kemumbung pula mencatatkan nilai purata kehadiran unsur K sebanyak 1.2983 mg/g, unsur N sebanyak 0.9406 mg/g dan unsur P sebanyak 0.92 mg/g. Bagi stesen Merbau Pulas pula, unsur K masih menunjukkan nilai purata tertinggi iaitu 1.3735 mg/g, diikuti dengan unsur N sebanyak 0.8340 mg/g dan unsur P iaitu 0.7711 mg/g. Didapati tertib ataupun pola kehadiran nutrien di stesen Ekor Kucing, Kemumbung dan Merbau Pulas adalah sama iaitu K>N>P. Ini bermakna, unsur K adalah unsur yang dominan di ketiga-tiga kawasan, diikuti dengan unsur N dan P. Walaubagaimanapun, situasi ini tidak dapat dikaitkan dengan komposisi tanih kerana hasil daripada analisis komposisi tanih mendapati komposisi tanih di ketiga-tiga stesen didominasi oleh pasir. Sedangkan menurut Tukiman Lihan et. al. (2006), kehadiran unsur P yang tinggi dikaitkan dengan kehadiran komposisi pasir yang tinggi. Oleh itu, ia mungkin boleh dikaitkan dengan jenis batuan mineral yang terdapat di ketiga-tiga kawasan.
Apabila perbandingan antara stesen dibuat, kandungan unsur P dan N yang tertinggi dicatatkan di stesen Kemumbung. Manakala unsur K yang tertinggi dicatatkan di stesen Merbau Pulas. Hal ini dikaitkan dengan analisis komposisi tanih kerana menurut Tukiman Lihan et. al. (2006), kehadiran unsur K dikaitkan dengan kehadiran unsur lempung yang tinggi. Daripada analisis komposisi tanih, didapati bahawa stesen Merbau Pulas mencatatkan kandungan lempung/liat yang tertinggi berbanding dengan dua stesen yang lain. Manakala kandungan unsur P dan N yang tinggi di stesen Kemumbung dikaitkan dengan gunatanah pertanian yang terdapat di sekitar stesen Kemumbung. Penggunaan baja fosfat dan baja nitrogen untuk tanaman-tanaman komersil telah mempengaruhi penjerapan nutrien ini oleh tanih (Mahmoud Kamh et. al., 1999).
Kesimpulan
Dataran banjir Sungai Muda, Kedah adalah sebuah sistem yang produktif dan dinamik. Hakisan dan pemendapan merupakan tindakbalas yang sentiasa berlaku dan berinteraksi antara satu sama lain. Jenis litupan atau guna tanah yang berada di sekitar dataran banjir mempengaruhi sifat-sifat kimia lapisan endapan terutamanya kandungan bahan organik tanih, dan pH. Selain itu, sifat-sifat kimia ini juga dipengaruhi oleh kandungan nutrien tersedia dan juga nutrien terlarut di dalam tanih. Oleh itu, endapan di dataran banjir juga boleh memberi maklumat mengenai fenomena yang berlaku disekitarnya terutamanya aktiviti manusia, perubahan guna tanah seterusnya perubahan iklim setempat. Bagi menjamin kemapanan ekosistem dan biodiversiti, adalah menjadi keperluan untuk kita memastikan tanih sentiasa berada di dalam keadaan yang sentiasa subur. Atau dengan erti kata lain, tanih yang sentiasa kaya dengan bahan organik dan nutrien yang diperlukan bagi tumbesaran tumbuh-tumbuhan juga tanih yang tidak terancaman oleh hakisan dan juga agen-agen luluhawa.
Penghargaan
332 Rujukan
Ahmad Ismail & Asmida Ismail. (2008). Ekologi air tawar (Edisi kedua). Kuala Lumpur: Dewan Bahasa & Pustaka.
Andrew A.S., William A.S., John R.F., & Richard M.S. (1978). Field and Laboratory Methods Applicable to Overburdens and Minesoils. United States: United States Environmental Protection Agency (EPA).
Ashworth J., Doug K., Rhonda K., & Robert L. (2001). Standard Procedure in the Hydrometer method for Particle Size Analysis. Community of Soil Science Plant Analysis. 32 (5&6). 633-642.
Baldwin D.S. & Mitchell A.M. (2000). Soil nutrient dynamics of lowland river-floodplain systems. Regulated rivers: Research and management. 16. 457-467.
Baldwin, D.S., Mitchell A.M., Rees G. (1997). Chemistry and Microbial Ecology: Processes at the microscale. Di dalam: Klomp N. & Lunt I.D. (eds.). Frontiers in Ecology-Building the links. Oxford: Elsevier Science Ltd.
Barber S.A. (1995). Soil nutrient bioavailablity: A mechanistic approach. Canada: John Wiley & Sons Inc.
Bhagwat S.B. (2009). Foundation of Geology. New Delhi: Global Vision Publishing House.
Carlos J.M & Jordi B. (2004). Food web cohesion. Ecology. 85 (2). 352–358.
Che Aziz Ali. (1995). Sedimentologi Gunaan. (Terj.). Kuala Lumpur: Dewan Bahasa dan Pustaka.
De Groot C. & Van Wijck C. (1993). The impact of desiccation of a freshwater marsh (Garcines Nord, Camargue, France) on sediment-water-vegetation interactions. Part one: The sediment chemistry. Hydrobiologia. 252. 83-94.
Dinesh R., Srinivasan V., Kandiannan K., & Hamza S. (2008). Organic Manures. Di dalam: Parthasarathy V.A., Kandiannan K., Srinivasan V. (eds.). Organic Spices. New Delhi: New India Publishing Agency.
Douglas S.W. (1973). Terrain analysis: A guide to site selection using aerial photographic interpretation (second edition). Pennsylvannia: Dowden, Hutchinson & Ross Inc.
Doyle R.D., & Fisher T.R. (1994). Nitrogen Fixation by Periphyton and Plankton on the Amazon Floodplain at Lake Calado. Biogeochemistry. 26. 41–66.
Dregne H.E. & Maker H.J. (1955). Fertility levels of New Mexico Soils. New Mexico Agriculture Experiment Station Bulletin. 396.
333
Furch K., & Junk W.J. (1993). Seasonal Nutrient Dynamics in an Amazonian Floodplain Lake. Archiv fuer Hydrobiologie. 128 (3). 277–285.
Gee G.W. & Bauder J.W. (1979). Particle Size Analysis by Hydrometer: A simplified method for routine textural analysis and a sensitivity test of measured parameters. Soil Science Social American Journal. 43. 1004-1007.
Huseyin B.T. & Ali K. (2010). Comparison of soil and forest floor properties of floodplain and surrounding forest in Igneada, Turkey. Journal of Environmental Biology. 31. 129-134.
Ismail Ahmad. (1989). Biogeografi: Kajian tentang tumbuh-tumbuhan di daratan. Kuala Lumpur: Dewan Bahasa dan Pustaka.
Julien P.Y., Abdul Ghani, Zakaria N.A., Abdullah R., Chang C.K., Ramli R., Dinor J., Manap A. & Yusof M.F. (2006). Design Option of The Flood Mitigation Plan of Sungai Muda, kedah. Research report No JPS (PP)/TB/2/06, Department of Irrigation and Drainage, Malaysia. Kuala Lumpur.
Kern J. & Darwich, A. (1997). Nitrogen Turnover in the V´arzea. In The Central Amazon Floodplain, Junk W.J. (ed.). Ecological Studies, vol. 126. Springer Verlag: Berlin.
Khairuddin Abdul karim. (1998). Geologi untuk jurutera awam. (Terj.). Johor: Penerbit Universiti Teknologi Malaysia.
Khasawneh F.E. & Doll E.C. (1978). The use of phosphate rock for direct application to soils. Di dalam: Advances in agronomy. Vol: 30. New York: Academic Press.
Knox J.C. (2006). Floodplain sedimentation in the Upper Mississippi Valley: Natural versus human accelerated. Geomorphology. 76. 286-310.
Langhans S.D., Tiegs S.D., Uehlinger U., & Tockner K. (2006). Environmental heterogeneity controls organic-matter dynamics in river-floodplain ecosystems. Journal of Ecology. 54. 111-117.
Latif Ibrahim & Chan N.W. (1995). Pola min hujan tahunan, musiman, dan bulanan di negeri-negeri barat laut semenanjung Malaysia: Satu analisis statistik. Jurnal Ilmu Kemanusiaan. 2. 95-116.
Laute K., & Beylich A.A. (2010). Characteristics of floodplain deposits within a braided Sandur system in upper Erdalen (Nordfjord, Western Norway). Geografiska Annaler. 92 A (2). 211–223.
Laverman A.M., Zoomer H.R., & Verhoef H.A. (2001). The effect of oxygen, pH and organic carbon on soil-layer specific denitrifying capacity in acid coniferous forest. Soil Biology & Biochemistry. 33. 683-687.
334
Luther G.W., Sundby B., Lewis B.L., Brendal P.J., Silverberg N. (1997). Interactions of Manganese with the Nitrogen cycle: alternative pathways to dinitrogen. Geochimica et cosmochimica Acta. 61. 4043-4052.
Mahmoud Kamh, Walter J.H., Fathi Amer, Hamida Mostafa & Peter M. (1999). Mobilization of soil and fertilizer phosphate by cover crops. Plant and Soil. 211. 19–27.
Melack J.M. & Fisher T.R. (1990). Comparative Limnology of Tropical Floodplain Lakes with an Emphasis on the Central Amazon. Acta Limnologia Brasil. 3. 1-48.
Muhammad Barzani Gasim, Salmijah Surif, Mazlin Mokhtar, Mohamad Ikhwan Toriman, Sahibin Abdul Rahim, Chong H. B. (2010). Analisis banjir Disember 2006: Tumpuan di kawasan Bandar Segamat, Johor. Sains Malaysiana. 39 (3). 353-361.
Parton W. J., Schimel D.S., Cole C.V., & Ojima D.S. (1987). Analysis of Factors Controlling Soil Organic Matter Levels in Great Plains Grasslands. Soil Science Society of America. 51. 1173-1179.
Pietri J.C.A. & Brookes P.C. (2008). Relationships between soil pH and microbial properties in a UK arable soil. 40. 1856–1861.
Poesen J.W., Vandaele K., & Van Wesemael B. (1996). Contribution of gully erosion to sediment production on cultivated lands and rangelands. Erosion and sediment yield: Global and regional perspectives (Proceeding of the Exeter symposium on July 1996). IAHS Publishing. 236. 251-266.
Poff N.L., Allan J.D., Bain I.B., Karr J.R., Prestegaard K.L., Richter B., Sparks R., & Stromberg J. (1997). The Natural Flow Regime: A Paradigm for Riverine Conservation and Restoration. Bioscience. 47. 769-784.
Roden E.E., & Edmonds J. W. (1997). Phosphate Mobilization in iron-rich anaerobic sediments: microbial Fe(III) oxide reduction versus iron-sulfide Formation. Archive for hydrobiologia 139. 347-378.
Sabihin Abd. Rahim, Zulfahmi Ali Rahman, Mohd. Nizam Mohd. Said, Wan Mohd. Razi Idris, Tukimat Lihan, Lee Yook Heng, Tajudin Mahmud & Cho Wai Keat. (2011). Kandungan karbon organic dan stok karbon di dalam tanih gambut, persekitaran pertanian kelapa sawit, Kuala Langat Selatan, Selangor. Jurnal e-Bangi. 6 (2). 170-182.
Sant D.A., Krishnan K., Rangarajan G., Basavaiah N., Pandya C., Sharma M., & Trivedi Y. (2004). Characterization of Flood Plain and Climatic Change Using Multi-Proxy Record from the Mahi River Basin, Mainland Gujerat. Journal India Geophysics Union. 8 (1). 39-48.
Satish C. & Leif B. (2002). Lightweight Aggregate Concrete: Science, Technology and Applications. William Andrew Publishing / Noyes Publications: United States.
335
Journal of Tropical Forest Science. 7 (3). 462-474.
Setaro F.V., Melack J.M. (1984). Responses of Phytoplankton to Experimental Nutrient Enrichment in an Amazon Floodplain lake. Limnology and Oceanography. 29. 972– 984.
Sharpley A.N. & Withers P.J.A. (1994). The environmentally-sound management of agricultural phosphorus. Fertilizer Research. 39. 133-146.
Stevenson A.C. (1991). Environmental acidification: A review of surface water acidification during 1990. Progress in Physical Geography. 15 (2). 164-172.
Suhaila Jamaludin, Abdul Aziz Jemain. (2007). Fitting the statistical distributions to the daily rainfall amount in Peninsular Malaysia. Jurnal Teknologi. 46 (c). 33- 48.
Tukiman Lihan, Sabihin Abdul Rahim, Aeslina Abdul Kadir, Jauharatuddini Ariffin, Suzana Ismail. (2006). Ciri fizikokimia tanih di bahagian barat Pulau Indah, Klang, Selangor.
Sains Malaysiana. 35 (1). 23-30.
Van Duivenbooden N., De Wit C.T. & Van Keulen H. (1996). Nitrogen, phosphorus and potassium relations in five major cereals reviewed in respect to fertilizer recommendations using simulation modelling. Fertilizer Research. 44. 37-49.
