Pemanfaatan Penginderaan Jauh dan Sistem Informasi Geografis
dalam Pemodelan Erosi dan Lahan Kritis di Negara Filipina
John Marles
Program Pasca Sarjana Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan, Fakultas Pertanian, Universitas Bengkulu, Jalan WR Supratman, Kandang Limun, Bengkulu 38371 A, Indonesia. Tel./Fax. +62-736-22105
ABSTRAK
Sistem Informasi Geografis (SIG) merupakan sistem yang memiliki kemampuan menganalisis masalah spasial maupun non spasial beserta kombinasinya (queries) dalam rangka memberikan solusi atas permasalahan keruangan. Dalam rangka dukungan terhadap pertanian berkelanjutan berupa pelestarian sumber daya air, sumber daya lahan, dan sumber daya tanaman dengan cara yang dapat diterima dan cocok secara ekonomi, sosial, dan lingkungan diperlukan suatu analisis yang berkaitan dengan keruangan (spasial). Erosi dan lahan kritis merupakan tantangan pemanfaataan sumberdaya alam untuk saat ini. Salah satu metode yang bisa digunakan untuk memodelkan erosi dan lahan kritis adalah dengan memanfaatan penginderaan jauh dan sistem informasi geografi. Tujuan dari artikel ini adalah untuk menjelaskan tentang pemanfaatan penginderaan jauh dan sistem informasi geografi dalam pemodelan erosi dan lahan kritis.
Kata Kunci : penginderaan jauh, SIG, Erosi, lahan kritis
Pendahuluan
Erosi tanah merupakan masalah lingkungan yang terjadi di berbagai belahan dunia yang berdampak negatif baik pada produksi pertanian, infrastruktur, kualitas air maupun biodiversitas (Arsyad, 2010; Hardjowigeno, 2007, Sulistyo,2015). Erosi adalah proses penguraian dan proses pengangkutan partikel-partikel tanah oleh tenaga geomorfolgi, seperti air dan angin (Arsyad, 2000). Pada peristiwa erosi (yang dipercepat) volume penghanyutan tanah adalah lebih besar dibandingkan dengan pembentukan tanah, sehingga penipisan lapisan tanah akan berlangsung terus yang pada akhirnya dapat melenyapkan atau terangkut habisnya lapisan tersebut (Mulyani dan Kartasapoetra, 1991). Faktor–faktor utama yang mempengaruhi erosi tanah adalah iklim, tanah, vegetasi dan topografi (Suripin, 2001).
Lahan kritis terjadi akibat erosi oleh air hujan. Erosi sendiri diakibatkan oleh faktor-faktor iklim, topografi, vegetasi, kondisi tanah dan ulah manusia. Jawa Barat memiliki curah hujan tinggi, lahan berlereng. Ketika kayu-kayu tumbuh diatas lahan ditebangi maka curah hujan yang tinggi memukul langsung permukaan tanah yang gundul. Butiran tanah terlepas dari agregatnya dan dibawa hanyut oleh aliran permukaan ( run off ) kelereng bawah sampai akhirnya diindapkan di muara-muara sungai. Tanah yang terhanyut mengandung zat-zat hara penting untuk tanaman. Dengan demikian yang tertinggal adalah lapisan bawah tanah ( sub soil ) atau bahan induk yang tidak subur dan bukan media tumbuh yang baik untuk pertanian. Para ahli mengatakan bahwa untuk pembentukan lapisan olah (top oil ) setebal 2,5 cm diperlukan waktu 30 –300 tahun.
Prakiraan atau prediksi erosi dan lahan kritis dari tiap satuan lahan menjadi penting mengingat pengelolaan lahan dan topografi yang beragam menciptakan kondisi berbeda pula dalam mempengaruhi besarnya erosi permukaan.
Teknologi penginderaan jauh mampu mendeteksi pola penggunaan lahan di muka bumi. Informasi yang diperoleh dari citra satelit dapat digabungkan dengan data-data lain
yang mendukung ke dalam suatu sistem informasi geografis (SIG). Hambatan dalam pemantauan penutupan lahan dapat dikurangi dengan adanya teknologi penginderaan jauh (Nugraha, 2008). Memperoleh data erosi sesungguhnya memerlukan waktu, tenaga dan biaya yang tidak sedikit, oleh sebab itu biasanya erosi diprediksi dari suatu model. Universal Soil Loss Equation (USLE) merupakan salah satu model prediksi erosi yang banyak digunakan di berbagai negara, termasuk di Indonesia. Data yang digunakan dalam analisis erosi USLE adalah data vektor, sehingga hasilnya mempunyai tingkat ketidakpastian (uncertainty) yang tinggi (Sulistyo, 2015).
Hasil penelitian Sulistyo (2015) menunjukkan bahwa pemodelan faktor K berbasis raster di DAS Merawu mempunyai ketelitian melebihi nilai ambang yang ditetapkan, yaitu sebesar 89,068%, yang menunjukkan bahwa peta hasil pemodelan menggunakan analisis Kriging dapat digunakan untuk analisis lebih lanjut dalam menghitung erosi.
Hasil dan Pembahasan
Erosi
pengendapan ini akan terjadi pada daerah yang lebiih rendah (Wudianto, 1988).
Proses erosi terjadi melalui penghancuran, pengangkutan, dan pengendapan (Meyer et al. 1991; Utomo 1987; dan Foth (1978, dalam Banuwa, 2008). Di alam terdapat dua penyebab utama yang aktif dalam proses ini yakni angin dan air. Pada daerah iklim tropik basah seperti Indonesia, air merupakan penyebab utama terjadinya erosi, sedangkan angin tidak mempunyai pengaruh berarti (Arsyad 2010). Beasley (1972, dalam Banuwa, 2008) dan Hudson (1976, dalam Banuwa, 2008) berpendapat, bahwa erosi adalah proses kerja fisik yang keseluruhan prosesnya menggunakan energi. Energi ini digunakan untuk menghancurkan agregat tanah (detachment), memercikkan partikel tanah (splash), menyebabkan gejolak (turbulence) pada limpasan permukaan, serta menghanyutkan partikel tanah
.
Pada dasarnya terdapat dua macam erosi yaitu erosi geologi atau erosi normal dan erosi yang dipercepat. Erosi geologi (erosi normal) juga disebut erosi alami merupakan proses-proses pengangkutan tanah yang terjadi di bawah keadaan vegetasi alami. Biasanya terjadi pada keadaan lambat yang memungkinkan terbentuknya tanah yang tebal yang mampu mendukung pertumbuhan vegetasi secara normal. Proses geologi meliputi terjadinya pembentukan tanah di permukaan bumi secara alami. Dalam hal ini erosi yang terjadi tidak melebihi laju pembentukan tanah. Erosi dipercepat adalah pengangkutan tanah yang menimbulkan kerusakan tanah sebagai akibat perbuatan manusia yang mengganggu keseimbangan antara proses pembentukan dan pengangkutan tanah. Oleh sebab itu, hanya erosi dipercepat inilah yang menjadi perhatian konservasi tanah. Dalam pembahasan selanjutnya, istilah erosi yang dipergunakan menggambarkan erosi dipercepat yang disebabkan oleh air (Rahim, 2003; Arsyad, 2006).
Lahan Kritis
Lahan kritis merupakan lahan yang telah mengalami kerusakan fisik tanah karena berkurangnya penutupan vegetasi dan adanya gejala erosi yang akhirnya membahayakan fungsi hidrologi dan daerah lingkungannya. Timbulnya lahan kritis disebabkan oleh beberapa faktor diantaranya adalah tutupan vegetasi, lereng, erosi, dan kedalaman solum tanah. Tutupan vegetasi, sangat berpengaruh terhadap kondisi hidrologis. Suatu lahan dengan tutupan vegetasi yang baik memiliki kemampuan meredam energi kinetis hujan, sehingga memperkecil terjadinya erosi percik, dan memperkecil koefisien aliran sehingga mempertinggi kemungkinan penyerapan air hujan, khususnya pada lahan dengan solum tebal. Disamping itu kondisi tutupan vegetasi yang baik juga memberikan serasah yang cukup banyak, sehingga bisa mempertahankan kesuburan tanah (Notohadiprawiro, 2006).
Kekritisan lahan juga dapat dinilai secara kualitatif dan kuantitatif. Ukuran kuantitatif menetapkan kekritisan berdasarkan luas lahan atau proporsi anasir lahan yang terdegradasi atau hilang. Misalnya, berkurangnya atau hilangnya sumber air karena menyusutnya imbuhan (recharge) atau karena laju penyedotan lebih besar dari
pada laju imbuhan, menunjukan kekritisan kuantitatif lahan. Ukuran kualitatif menetapkan kekritisan menurut tingkat penurunan mutu lahan atau anasir lahan. Akan tetapi ukuran kuantitatif dan kualitatif sering berkaitan. Misalnya, penipisan tubuh tanah (gejala kuantitatif) karena erosi membawa serta penurunan produktivitas tanah (gejala kualitatif) karena lapisan tanah atasan biasanya lebih produktif dari pada lapisan tanah bawahan. Kebakaran hutan pada awalnya menimbulkan kekritisan kuantitatif (penyusutan luas lahan). Kemudian dapat muncul kekritisan kualitatif karena regenerasi hutan menumbuhkan flora yang lebih miskin jenis dari pada hutan semula sebelum terbakar atau degradasi keanekeragaman hayati (Notohadiprawiro, 2006).
Lahan kritis adalah lahan atau tanah yang saat ini tidak produktif karena pengelolaan dan penggunaan tanah yang tidak atau kurang memperhatikan syaratsyarat konservasi tanah dan air sehingga menimbulkan erosi, kerusakankerusakan kimia, fisik, tata air dan lingkungannya. Pengelolaan lahan merupakan suatu upaya yang dimaksudkan agar lahan dapat berfungsi optimal memperoleh informasi tentang objek, daerah, atau gejala, dengan cara menganalisis data yang diperoleh atau gejala yang akan dikaji (Lillesand dan Kiefer, 1990).
Pengertian Geographic Information System atau Sistem Informasi Geografis (SIG) sangatlah beragam. Hal ini terlihat dari banyaknya definisi SIG yang beredar di berbagai sumber pustaka. Definisi SIG kemungkinan besar masih berkembang, bertambah, dan sedikit bervariasi,
Selain itu, Ade Candra (2003) juga telah melakukan penelitian tentang Identifikasi dan Pemetaan Lahan Kritis di Daerah Aliran Sungai Ciliwung Hulu Kabupaten/Kota Bogor dengan Menggunakan Penginderaan Jauh dan Sistem Informasi Geografis. Identifikasi dan pemetaan lahan kritis dilakukan dengan pemberian skor untuk setiap parameter dan dilakukan proses overlay dari citra hasil interpretasi dengan peta digital. Dari hasil analisis diperoleh lima tingkat kekritisan lahan yaitu tidak kritis (2631,96 Ha atau 17,69%), potensial kritis (3538,37 Ha atau 23,79%), semi kritis (3453,85 Ha atau 23,33%), kritis (2438,18 Ha atau 16,39 %) dan sangat kritis (1668,10 Ha atau 11,21%).
Kesimpulan
Berdasarkan uraian di atas dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut :
1.
Untuk mengetahui tingkat erosi dan lahan kritis suatu wilayah dapat dilakukan dengan cara membuat pemodelan pemanfaatan penginderaan jauh dan Sistem Informasi Geografis (SIG).2.
Terapan GIS telah banyak digunakan untuk melakukan perencanaan, pelaksanaan, dan pengendalian yang berbasiskan wilayah geografi.3.
Untuk menunjukkan tingkat kekritisan suatu lahan dilakukan dengan pemberian skor pada setiap parameter yang diamati dan dilakukan proses overlay dari citra hasil interpretasi dengan peta digital sehingga diperoleh kelas kekritisan lahan yaitu : tidak kritis, potensial kritis, agak kritis, kritis dan sangat kritis.4.
Pemetaan lahan kritis dapat dilakukan dengan empat parameter, yaitu penutupan lahan, kemiringan lereng, tingkat erosi, dan tingkat pengelolaan lahan.Daftar Pustaka
Candra, A. 2003. Identifikasi dan Pemetaan Lahan Kritis di Daerah Aliran Sungai Ciliwung Hulu Kabupaten/Kota Bogor dengan menggunakan penginderaan jauh dan sistem informasi geografis (Skripsi). Bogor. Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor.
Danoedoro, P. 2013. Pemodelan Persentase Tajuk di DAS Merawu yang Diturunkan Dari Berbagai Indeks Vegetasi Data Penginderaan Jauh. Forum Geografi, Vol. 27, No. 1.
Lillesand TM, Kiefer RW. 1990. Penginderaan Jauh dan Interpretasi Citra. Dulbahri, Prapto S, Hartono, Suharyadi, penerjemah. Terjemahan dari: Remote Sensing and Image Interpretation.Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta.
Lo, C.P. 1995. Penginderaan Jauh Terapan. Terjemahan dari: Applied Remote Sensing. Jakarta.
Nugraha R. 2008. Pemanfaatan Penginderaan Jauh dan Sistem Informasi Geografis Dalam Pemetaan Lahan Kritis DAS Ciliwung Hulu Bogor (Skripsi). Bogor. Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor.
Pertiwi, A.I. 2013. Identifikasi dan Pemetaan Lahan Kritis dengan Menggunakan Teknologi Sistem Informasi Geografis dan Penginderaan Jauh (Skripsi). Bogor. Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor.
Prahasta E. 2001. Konsep-konsep Dasar Sistem Informasi Geografis. Bandung. Informatika.
Prasetya, R.N, 2011. Pemanfaatan Citra Penginderaan Jauh dan Sistem Informasi Geografis Untuk Pemetaan Lahan Kritis di Daerah Kokap dan Pengasih Kabupaten Kulonprogo.Yogyakarta.
Sulistyo, B., 2008, Pengaruh Generalisasi Unit Lahan pada Besarnya Erosi, Jurnal Ilmu Kehutanan Vol II, No. 1, Fakultas Kehutanan Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta
Sulistyo, B., Gunawan, T., Hartono, Danoedoro, P., 2009, Toward a fully and absolutely raster-based erosion modeling by using RS and GIS, Indonesian Journal of Geography. 41: 149-70. (can be accessed through https://jurnal.ugm.ac.id/ijg/article/view/2269/2022) Sulistyo, B., 2010, Pemodelan Erosi Berbasis Raster
Melalui Integrasi Citra Landsat 7 ETM+ dan Sistem Informasi Geografis, Laporan Penelitian, Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta
Sulistyo, B., Gunawan, T., Hartono, Danoedoro, P., 2011, Pemetaan Faktor C Yang Diturunkan Dari Berbagai Indeks Vegetasi Data Penginderaan Jauh Sebagai Masukan Pemodelan Erosi Di DAS Merawu (C Factor Mapping Derived From Various Vegetation Indices of Remotely Sensed Data As Input For Erosion Modeling In Merawu Catchment), Jurnal Manusia dan Lingkungan, 18, 68-78 (can be accessed
through http://jpe-Sulistyo, B., Gunawan, T., Hartono, Danoedoro, P., 2013,
Sulistyo, B., 2015, Kajian Perubahan Tingkat Kekritisan Lahan Sebagai Akibat Proses Eliminasi Unit Lahan: Studi Kasus di Kawasan Pertambangan Danau Mas Hitam, Provinsi Bengkulu (The Study of Land Degradation Level As a result of Land Unit Elimination Process: Case Study in Mining Region of Danau Mas Hitam, Bengkulu Province), National Seminar on Biodiversity, University Club, University of Gadjah Mada, Yogyakarta, 828-833 (can be accessed through
http://biodiversitas.mipa.uns.ac.id/M/M0104/M01
0428.pdf)
Sulistyo, B., 2015, Pemodelan Faktor K Berbasis Raster Sebagai Masukan Pemodelan Erosi Di DAS Merawu, Banjarnegara (Modeling of Raster-Based of K Factor as Input for Erosion Modeling at Merawu Catchment, Banjarnegara, Central Java Province), Jurnal Manusia dan Lingkungan. 22: 240-246. (can be
accessed through
http://jpe-ces.ugm.ac.id/ojs/index.php/JML/article/view/502) Sulistyo, B., 2016, The Efect of Choosing Three Different
C Factor Formulae Derived From Ndvi on A Fully Raster-Based Erosion Modeling, 2nd International Conference of Indonesian Society for Remote Sensing (ICOIRS), Published under licence by IOP Publishing Ltd, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Volume 47, Number 1
