INTERSEPSI HUJAN PADA HUTAN TANAMAN
Agathis loranthifolia Sal.
DI DAS CICATIH HULU SUKABUMI
Eko Laillatul Heryansah
DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2008
INTERSEPSI HUJAN PADA HUTAN TANAMAN
Agathis loranthifolia Sal.
DI DAS CICATIH HULU SUKABUMI
Eko Laillatul Heryansah
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2008
SKRIPSI
Judul : Intersepsi Hujan Pada Hutan Tanaman Agathis loranthifolia Sal.
di DAS Cicatih Hulu Sukabumi
Nama : Eko Laillatul Heryansah
NRP :
G24103032
Menyetujui,
v
Mengetahui,
g
Dekan
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
Dr. Drh. Hasim, DEA
NIP. 131578806
Dosen Pembimbing I
Prof. Dr. Ir. Daniel Murdiyarso
NIP. 130804892
Dosen Pembimbing II
Ir. Bregas Budiyanto, Ass Dpl
NIP. 132089516
Kupersembahkan untuk mama tercinta
Atas curahan perhatian, kasih sayang dan cinta yang belum kubalas…
Dibelakangku ada kekuatan tak terbatas
Didepanku ada kemungkinan tak berakhir
Disekelilingku ada kesempatan tak terhitung
Mengapa kita harus takut…
RINGKASAN
Eko Laillatul Heryansah. Intersepsi Hujan pada Hutan Tanaman Agathis loranthifolia Sal. di DAS Cicatih Hulu Sukabumi. Dibimbing oleh Prof. Dr. Daniel Murdiyarso dan Ir. Bregas Budiyanto, Ass. Dpl.
Intersepsi hujan merupakan proses tertahannya air hujan pada tajuk tanaman. Air yang tertahan pada tajuk tersebut akan terevaporasi kembali ke atmosfer. Air hujan yang jatuh menembus tajuk tanaman disebut sebagai curahan tajuk (throughfall) dan air hujan yang mengalir melalui batang disebut sebagai aliran batang (stemflow), kedua komponen itu disebut sebagai hujan neto. Curahan tajuk dan aliran batang akan jatuh menyentuh tanah atau lantai hutan dan akan diresap oleh tanah menjadi bagian air tanah. Perbedaan penutupan vegetasi pada ekosistem hutan memberikan nilai intersepsi hujan yang berbeda sehingga memengaruhi besarnya air hujan yang jatuh menyentuh tanah dan menjadi bagian air tanah. Sehingga intersepsi merupakan proses yang penting dalam siklus hidrologi.
Intersepsi hujan tidak dapat diukur secara langsung melainkan dengan melakukan pengukuran terhadap komponen intersepsi yaitu hujan bruto dan hujan neto. Nilai intersepsi akan diperoleh dari selisih hujan bruto dengan hujan neto. Pengukuran dapat dilakukan dengan menggunakan alat yang sederhana seperti penelitian yang dilakukan oleh Agustina (1999), yaitu menggunakan plastik 1x1 m untuk menampung curahan tajuk dan jerigen untuk menampung air dari batang yang mengalir melalui selang. Penelitian lebih lanjut digunakannya bejana berjungkit (tipping bucket) untuk mengukur besarnya air yang jatuh sebagai curahan tajuk dan aliran batang seperti yang dilakukan oleh Jackson (1999).
Pengukuran intersepsi yang dilakukan di hutan tanaman A.loranthifolia Sal. di DAS Cicatih hulu Sukabumi ini menggunakan bejana berjungkit dengan perekaman data otomatis. Data yang diperoleh dapat digunakan untuk melihat kebasahan tajuk, intensitas curahan tajuk dan aliran batang saat terjadinya hujan serta menentukan besarnya intersepsi hujan pada hutan tanaman A.loranthifolia Sal. di DAS Cicatih hulu Sukabumi.
Pengukuran curahan tajuk menggunakan alat 5 buah talang masing-masing berukuran panjang 2 m dan lebar 0.15 m yang diletakkan menyebar di bawah tajuk. Air yang mengalir melalui talang dialirkan menuju bejana berjungkit. Pengukuran aliran batang dilakukan dengan mengalirkan air batang menggunakan selang menuju bejana berjungkit. Data hasil pengukuran didapatkan waktu antar jungkitan pada pengukuran curahan tajuk dan aliran batang.
Pengukuran dilakukan selama kurang lebih 4 bulan dan merekam 34 hari hujan. Hasil pengukuran didapatkan persentase intersepsi yang cukup besar pada tanaman ini, yaitu sebesar 41.75 % dari total hujan selama penelitian (760.2 mm). Pada tajuk tanaman A.loranthifolia Sal. ini intersepsi meningkat dengan bertambahnya curah hujan, namun persentase intersepsi tinggi pada curah hujan yang rendah. Hal ini disebabkan air hujan lebih banyak tertahan pada tajuk tanaman sebelum menyentuh lantai hutan pada curah hujan yang rendah.
Persentase hujan neto yaitu curahan tajuk sebesar 57.3 % dan menunjukkan curahan tajuk merupakan bagian terbesar dari hujan yang mencapai lantai hutan. Hasil penelitian didapat bahwa curahan tajuk akan meningkat dengan meningkatnya intensitas hujan. Sedangkan aliran batang memiliki persentase yang sangat kecil yaitu sebesar 0.94 % dari curah hujan total.
Karakteristik vegetasi seperti luasan tajuk, bentuk dan banyaknya percabangan, tinggi bebas cabang, bentuk kulit pohon dan diameter batang memengaruhi besarnya curahan tajuk dan aliran batang. Dari hasil pengamatan, tanaman A. loranthifolia Sal. ini memiliki tajuk yang kurang rapat dan posisi percabangan yang tidak beraturan, condong keatas dan kebawah. Sehingga air hujan akan mudah menembus tajuk tanaman ini. Kondisi kulit yang licin memudahkan air hujan untuk mengalir hingga menuju pangkal batang.
Nilai aliran batang yang kecil dikarenakan posisi percabangan yang tidak beraturan tersebut yang menyebabkan air pada cabang tidak mengalir menuju batang utama. Selain itu banyaknya percabangan memengaruhi air hujan yang mengalir menuju batang utama. Percabangan pada tanaman ini mulai tumbuh pada tinggi 2 sampai 3 m dari pangkal batang.
Kapasitas tajuk (S) merupakan kemampuan optimum suatu tajuk untuk mengalami penjenuhan. Ketika tajuk telah mencapai kapasitasnya, air hujan akan jatuh menyentuh lantai hutan sebagai curahan tajuk. Nilai kapasitas tajuk diperoleh dengan metode Leyton et al (1967) dan didapatkan nilai kapasitas tajuk tanaman A. loranthifolia Sal. ini selama penelitian sebesar
0.55 mm. Porositas tajuk menggambarkan kondisi penutupan tajuk yang menentukan besarnya air yang hujan yang lolos hingga menyentuh permukaan tanah. Tajuk yang kurang rapat akan menyebabkan air hujan mudah lolos dan jatuh melalui tajuk. Porositas tajuk diperoleh dari slope persamaan regresi curahan tajuk dan curah hujan selama penelitian. Dalam penelitian ini diperoleh nilai porositas tajuk sebesar 0.57. Semakin rapat kondisi tajuk, nilai porositas tajuk akan semakin kecil.
Air yang terintersepsi pada tajuk selama dan setelah terjadinya hujan dan merupakan besarnya air hujan yang berpeluang akan terevaporasi dalam laju potensial yang tergantung dari kondisi cuaca. Dari hasil penelitian pada hujan sangat ringan (<5 mm/hari) yaitu sebesar 1.6 mm/hari pada tanggal 17 November 2007 yang terjadi selama 0.8 jam. Hujan terjadi secara tidak kontinyu, dimana hujan terjadi sesaat yang kemudian berhenti dan kembali lagi hujan.
Keadaan ini menjadikan besarnya air yang hilang karena intersepsi menjadi besar. Hal ini disebabkan air yang tertahan pada tajuk akan mengalami evaporasi sebelum terjadi hujan kembali dan air yang tertahan akan terevaporasi kembali setelah hujan berhenti. Kondisi ini menjadikan tajuk tanaman dalam keadaan basah yang tidak sempurna karena dipengaruhi proses evaporasi ketika kondisi kering. Sehingga durasi pembasahan tajuk pada curah hujan sangat ringan relatif singkat.
Kejadian hujan pada tanggal 16 November 2007 yang terjadi dengan satu kejadian hujan berdurasi cukup lama menggambarkan kondisi pembasahan tajuk secara kontinyu. Hujan yang terjadi secara terus-menerus memberikan kondisi pembasahan tajuk yang optimum, yang menyebabkan tajuk dalam kondisi basah total. Dalam kondisi ini, selama terjadinya hujan proses evaporasi akan terjadi dalam laju potensial dan akan terus berlangsung hingga tajuk kering.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa jeda waktu + 1.5 jam dari hujan yang pertama pada tanggal 10 November 2007 dapat menyebabkan tajuk kering kembali, sehingga tajuk hutan tanaman ini membutuhkan waktu untuk jenuh kembali dan terjadi hujan neto. Sehingga jeda waktu antar kejadian hujan yang besar, berpeluang lebih besar untuk air yang terintersepsi akan terevaporasi. Proses evaporasi bergantung dari kondisi cuaca saat itu yang dipengaruhi seperti suhu, kelembaban, angin dan radiasi.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 10 Juni 1985, dari Ayah dan Ibu yang bernama Bambang Heryanto dan (Alm) Endang Puji Astuti. Penulis merupakan anak pertama dari tiga bersaudara. Penulis lulus dari SMUN 106 Jakarta pada tahun 2003 dan pada tahun yang sama lulus diterima sebagai mahasiswa IPB melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB). Penulis diterima di Departemen Geofisika dan Meteorologi, Program Studi Meteorologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Selama studi di IPB penulis aktif dalam keanggotaan (2003-2005) di himpunan keprofesian atau organisasi kemahasiswaan Meteorologi-IPB (HIMAGRETO) dan terlibat dalam berbagai kepanitiaan. Penulis pernah menjabat sebagai ketua bidang Ketatalaksaan Kegiatan Khusus (2005-2006) dalam organisasi tersebut. Penulis juga aktif di keorganisasian kampus dalam keanggotaan Badan Eksekutif Mahasiswa (BEM)-FMIPA dalam periode 2005-2006. Penulis melaksanakan praktik lapang sebagai syarat kelulusan di Lembaga Penerbangan dan Antariksa (LAPAN) Pekayon, Jakarta pada tahun 2006. Tahun 2007 Penulis dipercayakan sebagai asisten praktikum untuk mata kuliah Hidrometeorologi.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia-Nya sehingga laporan hasil penelitian (Skripsi) yang berjudul “Intersepsi hujan pada hutan tanaman Agathis lorantifolia/Damar Cidahu-Das Cicatih hulu Sukabumi” dapat diselesaikan. Skripsi ini merupakan salah satu syarat kelulusan di program studi Geofisika dan Meteorologi IPB.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya, kepada Allah Yang Maha Esa, Papa dan (Alm) Mama untuk segala kasih sayang, cinta, dorongan, semangat dan motivasi serta selalu mendoakan keberhasilan penulis. Adik-adikku Anggi dan Tio dengan segala keikhlasan untuk saling mendoakan. Lintang untuk segenap kasih sayangnya “You are my inspiration”. Tante Nani dan ‘my brother’ Rio untuk dukungan dan kasih sayangnya dalam kebersamaan keluarga.
Prof. Daniel Murdiyarso, yang telah memberi kesempatan kepada penulis untuk melakukan penelitian dan bersedia menjadi pembimbing serta sebagai guru yang membimbing mahasiswanya dengan penuh kesabaran. Ir Bregas Budiyanto, Ass Dpl, sebagai pembimbing kedua yang memberikan bimbingan dan motivasi kepada penulis dengan penuh kesabaran khususnya dalam mempersiapkan alat-alat pengukuran. CIFOR atas bantuan dana penelitian.
Pak Khaerun, dengan penuh keikhlasan membantu penulis membuat alat pengukuran. Mas Joko, spesialis software, elektronik dan PDA”Makasih banyak yo mas”. Hesti ’Ntie sunda’,bendahara Bengkel Instrumentasi atas kebaikan hatinya membantu penulis dalam finansial penelitian. Wiranto, Yusniar Idu, Mas Rochmat dan Mas Mian atas kebersamaannya selama penulis di Bengkel Instrumentasi. My researchmate, Rachmat Bintoro ’Hans’ dengan segala keikhlasan, perjuangan dan curahan keringatnya dalam kebersamaannya melakukan penelitian bersama penulis ”akhirnya kita lulus Hans”. Mas Taufik atas arahan dan penyediaan data AWS nya. Adik-adikku GFM 41(Rudin, Bayu A, Ade I, Cornelius, Ining, Rini,Tia’Tonie’ dan Ire) atas bantuannya saat instalasi alat pertama kali. Pa Udin atas bantuannya menyediakan bambu saat penelitian. Pa Syaefudin ‘Pa Tua’, Staf ahli di lapang yang membantu penulis dari awal hingga akhir selama di Cangkuang. Pengelola Wana Wisata Cangkuang. Pa Bahrudin atas ijinnya untuk menggunakan lahan penelitian. Pa Chandra, a’Dedi, Pa Aos, Pa Ujang, Pa Yadi atas keramah-tamahannya selama di Cangkuang.
Rekan-rekan satu laboratorium, Ria, Nanik, Mia, Bonang. Bpk Marmo dan Ibu untuk kebaikan dan kesediaannya menerima penulis sebagai penghuni di wisma Aulia. Keluarga Wisma Aulia Latief’Night Man’, Kiki, Syahru’Dha-dha’ dalam tiga tahun bersama dengan penuh keceriaan. Hendra, Ma’fur, Budiyanto, Widi, Awaludin atas kebersamaanya sebagai warga kosan. Teman-teman seperjuanganku GFM 40, Tri Ch ‘Thanks For Your Help’, Nurul Hidayati ’Ida Chan’ atas bantuannya perbanyakan skripsi. Budi, Yusuf, Nunun, Dani, Manto, Dicka, Dicky, Shandy, Dwi A, Mega, Ika, Yetti, Ika, Bismi, Juliana dkk. Danti dan Irfan sahabat yang selalu memberikan semangat dan motivasi dalam hidup.
Segenap civitas GEOMET FMIPA-IPB, Bpk Sobri Effendy selaku pembimbing akademis penulis. Bu Rini Hidayati atas bimbingan selama praktik lapang. Bpk Yon atas bimbingannya dalam berorganisasi. Bbk Toro, Bu Indah, Aa’ Azis, Bpk Jun, Bpk Supono yang baik hati atas pinjaman buku perpustakaannya, Mba Wanti, Mba Icha serta seluruh staf dosen dan pengajar atas bimbingan dan kuliahnya selama ini.
Penulis berharap semoga Tuhan Yang Maha Esa memberikan balasan atas semua kebaikan dan dukungan yang telah diberikan. Akhir kata, semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Maju terus ilmu pengetahuan !!!
Bogor, Maret 2008 Eko Laillatul Heryansah
DAFTAR ISI
RINGKASAN ... i DAFTAR ISI ... iv DAFTAR TABEL ... v DAFTAR GAMBAR ... v DAFTAR LAMPIRAN ... v I. PENDAHULUAN 1. 1. Latar belakang... 1 1. 2. Tujuan ... 1II. TINJAUAN PUSTAKA 2. 1. Intersepsi ... 2
2. 2. Curahan tajuk ... 2
2. 3. Aliran batang... 2
2. 4. Faktor yang mempengaruhi intersepsi ... 3
III. METODOLOGI 3. 1. Tempat penelitian... 4
3. 2. Pembuatan alat pengukuran curahan tajuk dan aliran batang... 5
3. 3. Kalibrasi statik dan dinamik bejana berjungkit... 6
3. 4. Pengujian mekanisme kerja bejana berjungkit ... 7
3. 5. Penentuan pohon contoh... 7
3. 6. Pemasangan alat pengukuran curahan tajuk... 7
3. 7. Pemasangan alat pengukuran aliran batang ... 7
3. 8. Pencatatan dimensi pohon penelitian ... 8
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4. 1. Kalibrasi bejana berjungkit ... 9
4. 2. Resolusi bejana berjungkit... 10
4. 3. Komponen intersepsi ... 11 4. 3. 1 Curah hujan... 11 4. 3. 2 Curahan tajuk... 11 4. 3. 3. Aliran batang... 13 4. 4. Karakteristik tajuk... 14 4. 4.1. Kapasitas tajuk ... 14 4. 4.2. Porositas tajuk... 14
4. 5. Intersepsi hujan oleh tajuk A.loranthifolia Sal. ... 15
4. 6. Kebasahan tajuk ... 17
V. KESIMPULAN DAN SARAN 5. 1. Kesimpulan ... 23
5. 2. Saran... 24
DAFTAR PUSTAKA ... 24
DAFTAR TABEL
1. Tabel 1. Alat yang digunakan pada penelitian intersepsi terdahulu ... 3
2. Tabel 2. Bahan pembuatan alat pengukuran curahan tajuk dan aliran batang ... 6
3. Tabel 3. Dimensi pohon... 8
4. Tabel 4. Data yang digunakan untuk analisis... 8
5. Tabel 5. Persamaan hasil kalibrasi dinamik tiap bejana berjungkit ... 10
6. Tabel 6. Resolusi bejana berjungkit curahan tajuk ... 10
7. Tabel 7. Resolusi bejana berjungkit aliran batang ... 10
8. Tabel 8. Resolusi bejana berjungkit dengan persamaan kalibrasi dinamik ... 10
9. Tabel 9. Kelas hujan berdasarkan total curah hujan harian (mm/hari) ... 11
10. Tabel 10. Kelas kebasahan tajuk ... 17
DAFTAR GAMBAR
1. Gambar 1. Contoh alat-alat penelitian intersepsi terdahulu... 32. Gambar 2. Distribusi curah hujan selama penelitian ... 11
3. Gambar 3 Intensitas hujan selama penelitian ... 11
4. Gambar 4. Intensitas hujan dan intensitas curahan tajuk ... 12
5. Gambar 5. Intensitas hujan dan intensitas aliran batang ... 13
6. Gambar 6. Porositas tajuk A.Loranthifolia Sal. ...15
7. Gambar 7. Grafik hubungan intersepsi dan curah hujan... 16
8. Gambar 8. Grafik intersepsi hujan A.loranthifolia Sal. selama penelitian ... 16
9. Gambar 9. Pola kebasahan tajuk (hujan sangat ringan) ... 18
10. Gambar 10. Pola kebasahan tajuk (hujan ringan) ... 19
11. Gambar 11. Pola kebasahan tajuk (hujan normal) ... 20
12. Gambar 12. Pola kebasahan tajuk (hujan lebat) ... 21
DAFTAR LAMPIRAN
1. Lampiran 1. Kalibrasi statik bejana berjungkit aliran batang ... 252. Lampiran 2. Kalibrasi statik bejana berjungkit curahan tajuk ... 25
3. Lampiran 3. Kalibrasi dinamik bejana berjungkit aliran batang ... 26
4. Lampiran 4. Kalibrasi dinamik bejana berjungkit curahan tajuk... 27
5. Lampiran 5. Dimensi tegakan A.loranthifolia Sal. ... 29
6. Lampiran 6. Hasil pengukuran komponen intersepsi tajuk A .loranthifolia Sal. .. 29
7. Lampiran 7. Penentuan nilai kapasitas tajuk (S) ... 31
8. Lampiran 8. Pola kebasahan tajuk pada masing-masing pohon ... 32
9. Lampiran 9. Penaksiran tinggi pohon dengan metode proyeksi ... 40
10. Lampiran 10. Penakar hujan tipe bejana berjungkit... 41
11. Lampiran 11. Alat-alat penelitian yang digunakan ... 42
