2.1 Biomassa
Biomassa di atas tanah adalah jumlah bahan organik per unit area pada suatu waktu tertentu yang berhubungan dengan fungsi sistem produktivitas, umur tegakan dan alokasi bahan organik serta strategi pemindahan (Citron dan Navelli, 1984). Ditambahkan oleh Roberts et.al (1993) bahwa biomassa tanaman adalah berat bahan tanaman hidup yang terdiri dari atas dan bawah area permukaan tanah pada suatu waktu tertentu.
Pendugaan biomassa bagian pohon di atas tanah tidak hanya menyediakan alat untuk membuat perbandingan di antara ekosistem seperti evaluasi produktivitas (Rodin dan Bazilevich, 1967) tetapi juga sangat penting untuk aspek fungsional hutan seperti produktivitas primer, siklus nutrient dan aliran energi (Hasse et.al, 1985).
Chapman (1976) membagi dua kelompok metode pendugaan biomassa di
atas tanah, yaitu: (1). metode pemanenan, yang terdiri dari: metode pemanenan individu tanaman, metode pemanenan kuadrat dan metode pemanenan individu pohon yang mempunyai luas bidang dasar rata-rata dan (2). metode pendugaan tidak langsung, yaitu metode yang terdiri dari metode alometrik dan metode crop
meter. Menurut (Eong et.al, 1983), biomassa pohon dapat diduga oleh
peubah-peubah bebas seperti diameter setinggi dada (Dbh) yang berhubungan dengan biomassa total pohon. Kusmana (1992) telah menginventarisasi penelitian biomassa di atas permukaan tanah dan LAI (Leaf Area Index) pada hutan mangrove subtropik dan tropik.
Studi dari proyek Alternatives to Slash and Burn (ASB) di Sumatera menemukan bahwa cadangan karbon pada hutan primer mencapai 300 Mg C/Ha (Hairiyah dan Murdiyarso, in press). Hutan di Indonesia diperkirakan mempunyai cadangan karbon berkisar antara 40-250 Mg C/Ha untuk vegetasi dan 50-120 Mg C/Ha untuk tanah. Pada studi inventarisasi gas rumah kaca, IPCC merekomendasikan suatu nilai cadangan karbon 138 Mg C/Ha (atau 250 Mg/Ha dalam berat kering biomassa) untuk hutan-hutan basah di Asia (Lasco, 2002).
2.2 Ruang Terbuka dan Ruang Terbuka Hijau
Ruang Terbuka Hijau Kota DKI Jakarta berdasarkan Rencana Tata Ruang Wilayah (RTRW) 2001 dan tercantum juga dalam RUTR 2005 terdiri atas Kawasan Hijau Lindung dan Kawasan Hijau Binaan. Dan secara khusus jenis RTH tersebut untuk Kawasan Hijau Lindung terdiri dari (1) Cagar alam, dengan bagian (a) Daratan dan (b) Kepulauan. (2) Hutan Lindung yang menurut data hanya terdiri dari 1 lokasi dan (3) Hutan Wisata.
Untuk kawasan Hijau Binaan terdiri dari (1) Ruang Terbuka Hijau Fasilitas Umum dengan sub bagian (a) Hutan Kota, (b) Taman Kota, (c) Taman Rekreasi dan (d) Lapangan Olah Raga. (2) Ruang Terbuka Hijau Pemakaman. (3) Ruang Terbuka Hijau Fungsi Pengaman dengan bagian-bagian (a) Tegangan Tinggi, (b) Jalur Jalan Tol dan Median Jalan, (c) Sungai atau Tepian Air dan (d) Daerah khusus. (4) Penghijauan pulau dan (5) Ruang Terbuka Hijau Budidaya Pertanian dengan bagian-bagiannya yang terdiri dari (a) Kebun Bibit, (b) Sawah, dan (c) Pertanian Darat/Pekarangan.
Dalam Instruksi Mendagri No 14 Tahun 1988 yang dimaksud dengan ruang terbuka adalah ruang-ruang dalam kota atau wilayah yang lebih luas, baik dalam bentuk area/kawasan ataupun dalam bentuk area memanjang/jalur dimana dalam penggunaannya lebih bersifat terbuka yang pada dasarnya tanpa bangunan. Dalam Ruang Terbuka Hijau pemanfaatannya lebih bersifat pengisian hijau tanaman atau tumbuh-tumbuhan secara alamiah ataupun budidaya tanaman seperti lahan pertanian, pertamanan, perkebunan dan sebagainya.
Berdasarkan sifatnya menurut Dinas Pertamanan DKI (2001), ruang terbuka dibagi menjadi: (1) Ruang terbuka pasif yaitu ruang terbuka yang berfungsi untuk menunjang ekosistem, sedangkan kegiatan manusia relatif kecil. Contohnya taman sebagai sumber pengudaraan atau keindahan, hutan buatan, dan penghijauan tepi sungai. (2) Ruang terbuka aktif yaitu ruang terbuka yang digunakan untuk kebutuhan kegiatan manusia, contohnya adalah taman kota, plaza, lapangan olahraga, taman lingkungan, dan kebun binatang.
Peran ruang terbuka dalam suatu perkotaan yaitu: (1) merupakan unsur keindahan disebabkan menciptakan harmoni tata lingkungan perkotaan. (2) Menyediakan ruang terbuka hijau yaitu berupa tanaman yang dapat mengurangi
pencemaran. (3) Memberikan ruang gerak bagi segenap masyarakat yang membutuhkannya.
Berdasarkan Inmendagri No. 14 /1988 dapat disebutkan tujuh ruang terbuka hijau ditinjau dari segi tujuan, yaitu: (1) Ruang Terbuka Hijau yang berlokasi pasti karena ada tujuan konservasi. (2) Ruang Terbuka Hijau untuk keindahan kota. (3) Ruang Terbuka Hijau karena adanya tujuan tuntutan fungsi kegiatan tertentu, misalnya untuk lingkungan sekitar pusat kegiatan olah raga yang dibiarkan hijau. (4) Ruang Terbuka Hijau untuk pengaturan lalu lintas. (5) Ruang Terbuka Hijau sebagai sarana olahraga bagi kepentingan lingkungan perumahan. (6) Ruang Terbuka Hijau untuk kepentingan flora dan fauna seperti kebun binatang. (7) Ruang Terbuka Hijau untuk halaman bangunan.
2.3 Fungsi Ruang Terbuka Hijau
Manusia yang tinggal di lingkungan perkotaan membutuhkan suatu lingkungan yang sehat dan bebas polusi untuk hidup dengan nyaman. Peran RTH untuk memenuhi kebutuhan ini adalah sebagai penyumbang ruang bernafas yang segar, keindahan visual, sebagai paru-paru kota, sumber air dalam tanah, mencegah erosi, keindahan dan kehidupan satwa, dan sebagai unsur pendidikan (Simonds, 1983). Karena keterikatannya dengan alam, manusia juga membutuhkan kehadiran lingkungan hijau di tengah-tengah lingkungan tempat tinggalnya. Oleh karena itu manfaat RTH di sini menurut Carpenter, Walker dan
Lanphear (1975) adalah sebagai pelembut suasana keras dari struktur fisik,
menolong manusia mengatasi tekanan-tekanan dari kebisingan, udara panas dan polusi di sekitarnya serta sebagai pembentuk kesatuan ruang.
Salah satu penjabaran fungsi dan manfaat penghijauan pada Ruang Terbuka Hijau adalah sebagai berikut:
1. Estetika, penghijauan melalui penanaman tanaman/pohon sebagai elemen keindahan kota.
2. Ekologi, penghijauan sebagai penyangga lingkungan kota dalam hal pengaturan tata air, udara, habitat flora dan fauna.
3. Produksi, penghijauan melalui penanaman pohon produktif sebagai upaya peningkatan budidaya pertanian.
4. Pelayanan Umum, penghijauan sebagai upaya memberikan kenyamanan dan keteduhan bagi masyarakat dalam melakukan kegiatannya atau berinteraksi atau berekreasi pada areal-areal Ruang Terbuka Hijau fasilitas umum seperti taman, jalur hijau, tempat pemakaman serta tempat/lapangan olah raga.
5. Konservasi, kegiatan penghijauan untuk perlindungan terhadap daerah-daerah hutan lindung, pesisir pantai dan pulau-pulau.
6. Edukasi, Penghijauan untuk menumbuhkan kesadaran berlingkungan dan membangun berwawasan lingkungan.
Salah satu penjabaran manfaat RTH yang menjadi jiwa dari penjelasan manfaat RTH oleh Inmendagri No. 14/1988 dan Dinas Pertamanan Provinsi DKI Jakarta (1988) yang sesuai dan menunjang fungsi RTH pemukiman antara lain:
1. Sebagai pengaman lingkungan hidup terhadap berbagai macam pencemaran, baik darat, air maupun udara.
2. Sebagai sarana untuk menciptakan kebersihan, kesehatan, keserasian dan keindahan lingkungan.
3. Sebagai sarana rekreasi.
4. Sebagai sarana untuk mempengaruhi dan memperbaiki lingkungan. 5. Sebagai sarana pendidikan informal.
6. Sebagai pengatur tata air.
2.4 Lokasi dan Bentuk-bentuk RTH
Lokasi Ruang Terbuka Hijau terbagi menjadi enam kawasan-kawasan peruntukan ruang kota sebagaimana tercantum dalam RUTR (Rencana Umum Tata Ruang) DKI Jakarta 2005, yaitu: (1) kawasan pusat perdagangan meliputi taman lingkungan sekitar pusat perdagangan. (2) Kawasan perkantoran meliputi taman lingkungan kantor, dan jalur hijau jalan. (3) Kawasan pendidikan (sekolah/kampus) meliputi jalan lingkungan kampus, pusat lingkungan dan taman. (4) Kawasan industri dan fasilitasnya meliputi jalur hijau jalan, taman lingkungan pabrik. (5) Kawasan pertanian dan perkebunan meliputi kebun, ladang, sawah, hutan, cagar alam, daerah rawan erosi, bantaran sungai dan konservasi pesisir pantai (Inmendagri No.14/1988). (6) Kawasan permukiman meliputi halaman
rumah, taman lingkungan, fasilitas perumahan, bantaran sungai, daerah rawan erosi, jalur hijau jalan raya dan jalan lingkungan.
Bentuk-bentuk Ruang Terbuka Hijau yang ada, yaitu: (1) Pertamanan kota meliputi “Pocket Park”. “Highway”, “Pedestrian Park”, taman kota. (2) Hutan kota sebagai rekreasi dan konservasi. (3) Rekreasi kota. (4) Lapangan olahraga seperti golf, sepak bola dan lain-lain. (5) Pemakaman. (6) Pertanian. (7) Jalur hijau meliputi koridor-koridor utilitas. “Bank” atau tebing, “Blue way” meliputi bantaran sungai, kanal, daerah banjir, “Water-Front” meliputi pantai, danau, reservoir, tepi air. (8) Pekarangan dan lain-lain meliputi taman lingkungan, taman pertetanggaan, “Play ground”.
2.5 Citra Landsat Thematic Mapper (TM)
Landsat TM merupakan salah satu citra hasil dari Landsat 5 yang sampai saat ini masih aktif. Landsat 5 merupakan orbit melingkar (circular), sun
synchronous, near polar, mempunyai ketinggian 705 km, mempunyai sudut
inkliasi 98,2º dengan garis khatulistiwa. Satelit ini melalui garis khatulistiwa tiap jam 9.45’ pagi waktu setempat. Waktu tempuh tiap orbit kurang lebih 99 menit. Karena bumi berputar secara rotasi, jarak antara lintasan di permukaan bumi yang saling berurutan adalah 2752 km. Interval waktu antara jalur satelit yang berurutan pada satelit yang sama adalah 7 hari. Sensor Landsat TM menggunakan scanner O-M dan menggunakan cermin berputar (oscillating mirror). Landsat TM dapat pula diterima melalui satelit komunikasi TDRS (Tracking and Data Relay
Satellite) dan mempunyai keuntungan satelit Landsat ini dapat dikomando dari
bumi sehingga dapat dilakukan perekaman sesuai dengan kehendak bumi.
Landsat 7 merupakan kelanjutan dari Landsat 4, 5 dan 6, mempunyai karakteristik sama dengan Landsat 5 yang masih beroperasi. Pada Landsat 7 mempunyai dua (2) sensor yaitu ETM+ (Enhanced Thematic Mapper) dan HRMSI (High Resolution Multispectral Stereo Imager).
Landsat 7 ETM+ mempunyai resolusi spasial 15 m untuk pankromatik dan 30 m untuk multispektral, resolusi temporal 16 hari, resolusi spektral dan radiometrik 7 kanal. Sedangkan Landsat 7 HRMSI mempunyai resolusi spasial 4,5 m untuk pankromatik dan 10 m untuk multispektral, resolusi temporal 3 hari,
resolusi spektral dan radiometrik 4 kanal. Karakteristik masing-masing kanal spektral Landsat TM terangkum pada tabel 1.
Tabel 1. Karakteristik Kanal Spektral Landsat TM
Kanal Panjang gelombang (µm) Spektral Resolusi spasial (m) Kegunaan 1 0,45 - 0,52 Biru 30
Tembus terhadap tubuh air, dapat untuk pemetaan air pantai, pemetaan tumbuhan, pemetaan kehutanan dan mengidentifikasikan budi daya manusia.
2 0,52-0,60 Hijau 30
Untuk pengukuran nilai pantul hijau pucuk tumbuhan dan penafsiran aktifitasnya, juga untuk pengamatan kenampakan budi daya manusia.
3 0,63-0,69 Merah 30
Untuk daerah yang menyerap klorofil, yang dapat digunakan untuk membantu dalam pemisahan spesies tanaman juga untuk pengamatan kenampakan budidaya manusia. 4 0,76-0,90
Infra merah
dekat
30
Untuk membedakan jenis tumbuhan, aktivitas dan kandungan biomassa. Untuk membatasi tubuh air dan pemisahan kelembaban tanah. 5 1,55-1,75 Infra merah pendek 30 Menunjukkan kandungan kelembaban tumbuhan dan kelembaban tanah. Juga untuk membedakan salju dan awan. 6 10,4-12,5
Infra merah
panas
120
Untuk menganalisis tegakan tumbuhan, pemisahan kelembaban tanah dan pemetaan panas. 7 2,08-2,35
Infra merah pendek
30 Berguna untuk pengenalan terhadap mineral dan jenis batuan.
2.6 Proses Klasifikasi
Terdapat dua pendekatan dasar klasifikasi citra multikanal dalam berbagai bidang terapan penginderaan jauh, yaitu klasifikasi terbimbing (supervised
classification) dan klasifikasi tidak terbimbing (unsupervised classification)
(Lillesand dan Kiefer, 1979; Jensen, 1986; Richards, 1993; Howard, 1996; Jaya, 1997).
Klasifikasi terbimbing didasarkan pada data hasil pekerjaan lapangan atau peta. Pendekatan klasifikasi ini menghasilkan informasi yang lebih realistis dan membuahkan hasil klasifikasi yang lebih akurat daripada klasifikas tidak terbimbing (unsupervised classification) atau analisis cluster yang hanya menghasilkan kelas-kelas spektral yang memerlukan interpretasi lebih lanjut.
Metode kemiripan maksimum (maximum likelihood method) adalah metode yang paling banyak digunakan, dimana digital number (DN) pada k kanal untuk setiap kelas mewakili pengamatan yang bebas (independent) dan populasi yang digambarkan mengikuti distribusi normal peubah ganda (multivariate
normal distribution). Metode ini memerlukan vektor rata-rata sampel multivariate
(mi) dan matrik ragam peragam antar kanal (∑i) dari setiap kelas atau kategori i. Fungsi dari distribusi normal multidimensi digambarkan sebagai fungsi lokasi vektor dalam ruang multidimensi sebagai berikut :
( ) { }
{
(
)
∑
(
)
}
−−
−
−
∑
=
N/2 1/2exp
1
/
2
12
1
)
(
x
x
m
x
m
P
tπ
Peluang suatu vektor masuk ke dalam kelas ωi adalah: p(x/ωi) = p(ωi).p(x)
ln p(x/ωi) = ln p(ωi) + ln p(x)
Selanjutnya fungsi diskriminan dari peluang maksimum yang berdasarkan pada distribusi normal adalah:
gi = ( ) ln p( i) - ln i (x-mi)t i-1
(
x-m)
2 1 2 1∑
∑
=ω
xdimana :
x adalah vektor piksel yang diklasifikasikan;
x1, x2, x3,...xn adalah nilai DN, I = 1, 2, 3,...m (jumlah kelas atau kategori); t adalah matrik transpose; dan
n adalah jumlah kanal yang digunakan.
2.7 Penggunaan Indeks Vegetasi dalam Pendugaan Biomassa dan Karbon (C)
Dengan memahami perbedaan intensitas radiasi tenaga elektromagnetik (EM) yang dipantulkan dan dipancarkan maka akan dapat diidentifikasikan kesehatan, kerapatan dan kelembaban dari suatu kelompok hutan.
Aplikasi lebih baru dari penginderaan jauh multi spektral adalah pendugaan jumlah dan distribusi vegetasi (Curran, 1980). Menurut Lo (1996), jumlah vegetasi hijau dapat diukur dengan LAI, biomassa atau persen penutupan tajuk.
Lebih lanjut Lo (1996) menyatakan bahwa LAI daun berhubungan negatif dengan pantulan merah, tetapi berhubungan positif dengan pantulan infra merah dekat. Tucker (1979) menyatakan rasio pantulan merah dan infra merah dinamakan indeks vegetasi dan indeks vegetasi ini berhubungan positif dengan LAI. Indeks vegetasi merupakan persentase pemantulan radiasi matahari oleh permukaan daun yang berkorelasi dengan konsentrasi klorofil. Banyaknya konsentrasi klorofil yang dikandung oleh suatu permukaan vegetasi, khususnya daun menunjukkan tingkat kehijauan vegetasi tersebut.
Radiasi kanal merah yang mengenai tajuk vegetasi lebih banyak diserap daripada dipantulkan karena radiasi elektromagnetik tersebut digunakan untuk proses fotosintesis sedangkan radiasi kanal infra merah lebih banyak dipantulkan karena penyebaran inter dan intra daun (Law dan Waring, 1994). Oleh karenanya, komposisi antara kanal radiasi yang diserap dan yang dipantulkan oleh tajuk vegetasi tergantung pada konsentrasi klorofil. Kondisi pertumbuhan vegetasi akan dapat dikenali dengan memperhatikan pola tanggapan spektralnya pada saluran infra merah pantulan. Pada vegetasi yang sehat, selisih antara persentase radiasi
pantulan pada kedua kisaran kanal radiasi relatif besar, sebaliknya selisih tersebut relatif kecil pada vegetasi yang mengalami gangguan pertumbuhannya.
Klorofil mereflektansikan kanal antara 0,5 sampai 0,7 µm sebanyak 20%, sedangkan pada kisaran 0,7 sampai 1,3 µm sebanyak 60%. Jensen (1983) dalam
Jensen (1986) menyatakan vegetasi hijau yang sehat umumnya memantulkan 40%
sampai dengan 50% energi inframerah dekat (0,7 µm sampai 1,1 µm) dan klorofil tanaman menyerap hampir 80% sampai dengan 90% energi sinar tampak (0,4 µm sampai 0,7 µm).
Rasio antara pantulan infra merah dekat dengan pantulan merah digunakan untuk memantau puncak perubahan musiman vegetasi hijau (Howard, 1996). Beberapa rasio yang telah digunakan terlihat seperti pada Tabel 2: (Curran, 1980):
Tabel 2. Beberapa Rasio Indeks Vegetasi
Rasio Rumus
1. Pengurangan sederhana Im - M 2. Pembagian sederhana (indeks vegetasi) Im/M
3. Pembagian Kompleks (Im)/(M+kanal lain) 4. Multirasio sederhana (NIV) (Im-M)/(Im+M) 5. Multirasio kompleks (TIV)
6. Indeks Vegetasi Tegak Lurus
7. Indeks Vegetasi Hijau -0,29 (H) - 0,56 (M) + 0,60 (Im) + 0,49 (IM) ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ + ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ +M 0.5 Im M -Im
(
) (
)
[
2]
veg tan 2 veg tan -M IM -IM M +Sumber: Analisis dengan Indeks Vegetasi Landsat ETM 2005. Keterangan:
H : kanal energi biru-hijau/hijau M : kanal energi merah
Im : kanal infra merah NIV : normal indeks vegetasi
TIV : transformed indeks vegetasi Mtan : kanal energi merah pada tanah Mveg : kanal energi merah pada vegetasi IMtan : kanal energi inframerah pada tanah IMveg : kanal energi inframerah pada vegetasi
Gamon et.al (1995) menyatakan bahwa normalized difference vegetation
index (NDVI) dan simpel ratio (SR) merupakan indikator struktur kanopi,
absorbsi sinar matahari dan aktivitas fotosintesis serta NDVI juga merupakan indikator yang sensitif terhadap biomassa hijau, LAI hijau dan kandungan klorofil. Ada korelasi yang kuat antara indeks vegetasi dengan LAI atau biomassa per area tertentu (Kanemasu, 1990).
Richardson dan Weigand (1977) dalam Jaya (1996) telah menunjukkan
bahwa kanal merah berkorelasi tinggi dengan tinggi tanaman dan kerapatan tajuk. Jika jumlah vegetasi meningkat, pantulan kanal merah menurun, sebaliknya pantulan kanal infra merah meningkat. Selanjutnya Richardson dan Weigand (1977) dalam Jensen (1986) membuat jarak tegak lurus (perpendicular) terhadap ”garis tanah” (soil line) sebagai indikator perkembangan tanaman dan akumulasi biomassa, di mana jarak ini menunjukkan perpendicular vegetation index (PVI). PVI=0, PVI>0 dan PVI<0 menyatakan tanah kosong, vegetasi dan air. Weigand
et.al (1979) menemukan bahwa PVI lebih baik daripada transformed vegettion index (TVI) atau green vegetation index (GVI) dalam menduga LAI.
