Inovasi Alat Ukur Biomassa Karbon Meter Mekanis Dan Digital Untuk Monitoring, Reporting And Verification (MRV)
Karbon Pohon Di Kalimantan Barat
Oleh :
Gusti Hardiansyah1, Yudha Arman2, Faurizal2, Sigit Normagiat3 1Program Studi Kehutanan, Fakultas Kehutanan, UNTAN
2Program Studi Fisika, Fakultas MIPA, UNTAN
3Program Studi Agroteknologi, Fakultas Pertanian, Universitas Nahdlatul Ulama Kalbar
Disampaikan pada Pertemuan Pojok Iklim, 24 Agustus 2016 di Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan, Jakarta
OUTLINE PENYAJIAN
•
Pendahuluan
•
Tujuan Penelitian
•
Metodologi
•
Metodologi
•
Pembahasan
•
Kesimpulan
Pendahuluan
• Ancaman deforestasi dan degradasi hutan makin nyata. Indonesia sebagai pemilik hutan tropis terluas ketiga di dunia setelah Brazil dan Zaire perlu upaya untuk mencegah deforestasi dan degradasi hutan. Indonesia pasca kesepakatan paris (COP21), Presiden RI menyatakan akan terus melanjutkan komitmenya untuk berkotribusi dalam aksi global menurunkan emisi, yaitu dengan target 29 % pada tahun 2030 menurunkan emisi, yaitu dengan target 29 % pada tahun 2030 dan dengan dukungan internasional menjadi 41 %.
• Provinsi Kalimantan Barat dengan luas wilayah 14.732.098 hektar memiliki kawasan hutan sebesar ± 55% dari total luas wilayah yang berpotensi untuk menurunkan emisi Gas Rumah Kaca 5,8 % dari target nasional sampai tahun 2020 (Hardiansyah, et al. 2013).
Permasalahan Penelitian
• Menurut Peraturan Kepala Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan No. P.01/VIII-P3KR/2012 menyebutkan bahwa prosedur pengukuran diutamakan menggunakan model alometrik yang tersedia di lokasi tempat proyek akan dilaksanakan sesuai dengan jenis/ ekosistem yang terdapat di daerah itu.
• Pada kenyataannya riset mengenai kandungan biomassa dan karbon pohon di dalam negeri masih terus berkembang untuk memenuhi pohon di dalam negeri masih terus berkembang untuk memenuhi kebutuhan penyusunan dokumen penyerapan karbon. Terutama untuk pengukuran spesies dan ekosistem tertentu yang belum ada allometriknya masih mengandalkan rumus umum yang berlaku di negara lain yang belum tentu cocok diterapkan di negara kita.
• Selama ini pengukuran karbon pohon menggunakan cara destruktif dan memerlukan biaya yang besar.
Pentingnya Pengukuran Karbon dalam
skema REDD+
• Melalui instrumen Measuring, Reporting and Verification (MRV) REDD+ yang diterapkan meliputi semua aktivitas (1) penurunan laju deforestasi; (2) penurunan laju degradasi hutan; (3) konservasi karbon; dan (4) peningkatan cadangan karbon melalui pengelolaan hutan lestari dan pengayaan simpanan karbon (misal perlindungan dan penanaman hutan). Prinsip MRV yang digunakan: terbuka (Transparancy), taat azas
Prinsip MRV yang digunakan: terbuka (Transparancy), taat azas (Consistency), dapat dibandingkan (Comparability), teliti (Accuracy), lengkap (Completeness), mengacu MRV Nasional (Hardiansyah, et al 2013).
• Alat pengukur karbon pohon menjadi elemen penting dalam implementasi program REDD +. Alat ini sangat membantu untuk kegiatan MRV karbon pohon yang tumbuh di alam atau yang ditanam oleh komunitas adat, petani kayu, maupun perusahaan HPH/HTI dan perkebunan.
Tujuan Penelitian
•
Tujuan penelitian ini adalah merancang alat ukur
ukur digital yang bersifat
portable, nondestructive
serta mudah digunakan. berbasis allometrik yang
telah
tersedia
demi
menjamin
akurasi
serta
fleksibilitas penggunaan alat. Fleksibilitas dapat
meliputi sisi cakupan daerah (tipe ekosistem hutan).
meliputi sisi cakupan daerah (tipe ekosistem hutan).
ketergunaan alat, kemudahan penggunaan serta
ukuran yang ringkas yang memungkinkan untuk
dibawa bepergian bahkan ke daerah terpencil
sekalipun.
Transformasi dari alat ukur biomasa
mekanis ke model digital
•
Pada riset sebelumnya telah berhasil dirancang alat
ukur biomassa dan karbon yang diberi nama Untan
Biomassa dan Karbon Meter Pohon (UBKM Pohon).
Dengan alat ini
pool
karbon pohon (
above and below
ground
) dalam plot permanen atau per hektar (ton
ground
) dalam plot permanen atau per hektar (ton
C/Ha) dapat dikuantifikasi.
Penelitian ini merupakan
upaya penyempurnaan alat UBKM mekanis dari segi
kepraktisan,
kefleksibelan
dalam
penggunaan
allometrik, keleluasaan penyimpanan data dan
peningkatan dalam akurasi pengukuran
.
Sekilas Balik Prinsip Alat kerja UBKM Mekanis
DASAR PEMBUATAN ALAT
• Alometrik pendugaan biomassa karbon total (akar, batang, cabang, ranting daun).
• Interpolasi data menggunakan metode Levenberg-Marquardt
ALLOMETRIK HUTAN LAHAN KERING
Sumber Allometrik DBH (Cm) R Lokasi Jumlah
sampel
Brown AGB =
(0.118)*(D)^2.53 5-148 0,97
Pan tropical forest, including lowland dipterocarp forest asia and
latin america
371
Chave 2005
(AGB)= xEXP(-0,0667+1,781ln(D)+
5-156' 0,97 Pan Tropical forest, Africa, 4004
Chave 2005 0,0667+1,781ln(D)+
0,207(ln(D))^2-0,0281(ln(D))^3)
5-156' 0,97 Pan Tropical forest, Africa,
America and asia 4004
Gusti
hardiansyah AGB=ρ*0,18D^2,50 5 0,96 HLK Kalteng dan Kalbar 528 Kenzo 2009 AGB = 0.1525D^2.34 2-44' 0,99 Sarawak, malaysia 30
Kettering AGB = 0.11ρD^2.62; ρ = wood density; 7.6<D<48.1 7,6-48,1 Tad HLKS Jambi 29 10
60,000.00 70,000.00 80,000.00
HASIL UJI ALLOMETRIK PADA
HUTAN LAHAN KERING (HLK)
-10,000.00 20,000.00 30,000.00 40,000.00 50,000.00 0 50 100 150 200 Bi omasa DBH (Cm)
Metodologi
Penggunaan Sensor Jarak dan Mikrokontroler
Salah satu sensor yang paling penting dan terkenal adalah sensor jarak
yang umumnya terdiri atas transmitter dan receiver dan diproses melalui
mikrokontroler yaitu sejenis chip komputer yang digunakan untuk
mikrokontroler yaitu sejenis chip komputer yang digunakan untuk
mengontrol sistem elektonika. sinyal echo yang dikirim balik dari hasil
pantulan ke sensor penerima akan diterjemahkan oleh mikrokontroler berdasarkan pengukur waktu antara perubahan logika high dan low dan menyimpannya pada sebuah variabel (Budiharto, 2008)
Artanto (2012) menyatakan Arduino adalah sebuah platform dari physical
computing yang bersifat open source. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembangan, tetapi kombinasi dari perangkat keras, bahasa
pemrograman dan Integrated Development Environment (IDE) yang
canggih. Untuk perbandingan Arduino berperan seperti layaknya OS windows pada komputer atau OS Android pada Smartphone
Perancangan Perangkat
Perancangan perangkat keras berupa rancangan rangkaian keseluruhan. Diagram blok sistem merupakan acuan untuk membuat skematik rangkaian sistem.
Metode (contd)
Skematik rangkaian keseluruhan menggunakan PCB
Pembahasan
• Analisa kebutuhan --- ---> luaran yang diiginkan
• Unit tampilan hasil pengukuran dan pengolahan data ini berupa sebuah Liquid
Crystal Dysplay (LCD) TFT 3,2 Inchi, LCD berfungsi menampilkan hasil pengukuran
serta nilai kandungan biomassa dan karbon pohon terukur.
• Sistem kerja Sensor jarak (lidar lite sensor) terdiri dari 2 (dua) komponen utama yaitu receiver (penerima) dan transmitter (pemancar). Sensor ini memancarkan gelombang laser oleh transmitter ke arah objek kemudian terpantul dan diterima
Rangkaian elektonik terintegrasi
gelombang laser oleh transmitter ke arah objek kemudian terpantul dan diterima
receiver. Sensor jarak kemudian mengirim data ke mikrokontroler untuk
mendapatkan nilai diameter yang akan diproses sesuai allometrik. Keunggulan alat ini adalah alometrik dapat diinput secara spesifik ke dalam sistem sehingga ketidakpastian dalam pengukuran karbon dapat dihindari .
Hasil uji pengukuran menggunakan alat ukur biomassa
dan karbon meter
• Bias dan ketidakpastian pengukuran :
Thailade (2015) banyak kesalahan-kesalahan yang terjadi dalam kegiatan pengukuran biomassa pohon, salah satunya ditimbulkan dari alat yang digunakan mempunyai ketelitian yang rendah atau tidak praktis sehingga membuat operator menjadi lebih cepat lelah sehingga pencatatan pengukuran menjadi bias.
Pembahasan (contd)
menjadi bias.
Chave (2004) ada empat jenis ketidakpastian terkait dengan perkiraan Above Ground Biomass (AGB) hutan tropis yaitu : 1) pengukuran tidak akurat dari variabel, termasuk
kesalahan instrumen dan kalibrasi; 2) model alometrik yang salah; 3) ketidakpastian Sampling (terkait dengan ukuran
area sampel penelitian dan desain sampling); 4) Tingkat keterwakilan yang rendah dari sampling.
Kesimpulan
1. dapat disimpulkan bahwa perancangan dan pembuatan alat ukur ini dengan beberapa bagian utama yaitu mikrokontroler Atmega2560, Sensor RTC, Sensor Lidar Lite, Sensor Gyroscope, Baterai Lipo 1000 mAh, dan LCD TFT 3,2” telah berhasil dilakukan.
2. Tampilan hasil meliputi diameter pohon, Biomassa, Karbon, dan CO2. Jarak pengukuran optimal pada 2 sampai 5 meter 2. Tampilan hasil meliputi diameter pohon, Biomassa, Karbon, dan CO2. Jarak pengukuran optimal pada 2 sampai 5 meter dari pohon.
3. Menggunakan alat UBKM versi digital ini dapat memudahkan dalam pengukuran carbon pohon di berbagai kondisi spesies pohon yang berbeda. Alometrik yang spesifik juga dapat diinputkan ke dalam sistem sehingga ketidakpastian dalam pengkuran karbon dapat dihindari.
