BAB III
BAHAN DAN METODE
3.1 Lokasi dan Waktu
Penelitian ini dilaksanakan di Daerah Aliran Sungai (DAS) Ciliwung.
DAS ini memiliki panjang sungai utama sepanjang 124,1 km, dengan luas total area sebesar 38.610,25 ha. Pengukuran lapang dilakukan pada 7 klasifikasi penutupan lahan dan 3 kali ulangan pada tiap klasifikasi penutupan lahan.Penelitian dilakukan mulai bulan September 2011 sampai dengan bulan Maret 2012.
3.2 Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan dalam penelititan ini, yaitu:
1. oven 2. timbangan 3. meteran
4. GPS
5. alat dokumentasi 6. program arcview 3.2 Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini, yaitu:
a) Citra Landsat 7ETM+DAS Ciliwung tahun 1990, 2000, 2011 dari USGS, skala 1:250.000, resolusi 90 m x 90 m diolah oleh Badan Planologi Nasional (BAPLAN) tahun 2012.
b) Sampel tumbuhan bawah dan serasah.
c) Kertas label.
d) Kantong plastik sampel.
3.3 Variabel yang Diamati
Beberapa variabel yang diamati dalam penelitian ini antara lain, yaitu:
1. Diameter pohon sampel.
2. Jumlah dan jenis tanaman sampel.
3. Berat biomassa tanaman dan pohon sampel.
4. Perubahan penutupan lahan pada tahun 1990 – 2011.
3.4 Desain Sampling
Rancangan pengambilan sampel dalam penelitian ini antara lain, yaitu:
1. Klasifikasi lahan (pengelompokan ke dalam masing-masing penutupan lahan), dilakukan berdasarkan klasifikasi penutupan lahan tertentu.
Misalnya : hutan alam, hutan tanaman, kebun campuran, lahan pertanian.
2. Pemilihan lokasi plot sampel dilakukan pada lokasi yang dianggap mewakili tiap penutupan lahan. Ukuran plot sampel berbeda pada tiap tingkatan tumbuhan yang diukur atau kondisi plot tersebut.
3. Pengukuran diameter dan penentuan jenis pohon serta tanaman.
4. Penentuan kandungan karbon dan biomassa tumbuhan.Penentuan karbon pada pohon dengan menggunakan konversi Berat Jenis (BJ), sedangkan pada tumbuhan bawah menggunakan pengovenan.
5. Penelitian ini menggunakan 3 (tiga) kali ulanganpada setiap penutupan lahan.
3.5 Diagram Alir Penelitian
Diagram alir penelitian klasifikasi penutupan lahan dan deteksi perubahannya ditunjukkan pada Gambar 5 (Widayati et al. 2003 dengan perubahan).
Gambar 3 Diagram alir penelitian.
Berdasarkan diagram alir (Gambar 3), maka penelitian ini secara garis besar dilakukan dengan cara:
1. Pengolahan peta multitemporal (tahun 1990, 2000, dan 2011).
2. Penghitungan stok karbon aktual (actual carbon stock) pada tahun 2011 melalui survey lapang (ground survey)dan pembuatan plot contoh.
3. Analisa dampak perubahan RTH terhadap stok karbon melalui interpolasi stok karbon tahun 2011 dengan peta tutupan lahan tahun 1990 dan 2000.
3.6 AnalisaPerubahan Penutupan Lahan 3.6.1 Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan dalam tahap ini, yaitu: GPS dan program arcview 3.2.
Bahan-bahan yang digunakan dalam tahap ini, yaitu:
Citra Landsat 7ETM+DAS Ciliwung tahun 1990, 2000, 2011 dari USGS, skala 1:250.000, resolusi 90x90 m. Deliniasi DAS menggunakan DEM SRTM 90 m. Pengolahan citra dilakukan olehBadan Planologi Nasional (BAPLAN) tahun 2012.
3.6.2 Variabel yang Diamati
Variabel yang diamati dalam tahap ini adalah:
Perubahan penutupan lahan pada tahun 1990 – 2011.
3.6.3 PengolahanPeta Tutupan Lahan 3.6.2.1 Klasifikasi Penutupan Lahan
Klasifikasi penutupan lahan menggunakan data dari Badan Planologi Nasional (BAPLAN) tahun 2012. Dalam proses klasifikasi ini peta penutupan lahan dari BAPLAN disesuaikan dengan kebutuhan penelitian sehingga menjadi beberapa tipe penutupan lahan yang utama saja.
3.6.2.2 Area Contoh
Dataset area contoh dikumpulkan pada saat kegiatan pengukuran lapangan.Letak area contoh di lapangan direkam dengan GPS (Global Positioning System). Kelas penutupan lahan yang dapat diidentifikasi di lapangan selama kegiatanpengukuran lapangan sebanyak 7 kelas.
3.6.4 Analisa Perubahan Penutupan Lahan
Data perubahan penutupan lahan yang digunakan dalam proses ini berupa data yang berasal dari peta penutupan lahan multiwaktu/temporal. Citra
terklasifikasi DAS Ciliwung tahun 1990, 2000 dan 2011 dibandingkan satu dengan lainnya untuk menghitung perubahan penutupan lahan.
3.7 Penilaian Stok Karbon
Terdapat 3 tahap pengukuran atas karbon (Hairiah, 2007) yaitu:
1. Mengukur biomassa semua tanaman dan nekromassa yang ada pada suatu lahan
2. Mengukur biomassa tanaman di laboratorium
3. Menghitung kandungan C yang disimpan pada suatu lahan
3.7.1 Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan dalam tahap ini, yaitu:
1. oven 2. timbangan 3. meteran
4. haga 5. GPS
6. alat dokumentasi Bahan-bahan yang digunakan dalam tahap ini, yaitu:
a) Sampel tumbuhan bawah dan serasah.
b) Kertas label.
c) Kantong plastik sampel.
3.7.2 Variabel yang Diamati
Beberapa variabel yang diamati dalam tahap ini antara lain, yaitu:
1. Diameterdan tinggi pohon sampel.
2. Jumlah dan jenis tanaman sampel.
3. Berat biomassa tanaman dan pohon sampel.
3.7.3 Pengukuran Biomassa danKarbon Tanaman pada Plot Contoh A. Pengukuran biomassa tanaman pada setiap lahan.
Melibatkan 3 tahap kegiatan:
1. Membuat plot contoh pengukuran (transek pengukuran)
a) Untuk lahan hutan: membuat plot berukuran 5 mx40 m = 200 m (disebut sub-plot). Sub-plotdipilih pada lokasi yang kondisi vegetasinya seragam.
b) Plot diberi tanda dengan tali pada keempat sudut sub-plot
c) Ukuran sub-plot diperbesar bila dalam lahan yang diamati terdapat pohon besar (diameter batang > 30 cm) menjadi 20 mx100 m = 2.000m (disebut plot besar).
d) Untuk sistem agroforestri atau perkebunan yang memiliki jarak tanam antar pohon cukup lebar, dibuat sub-plotbesar ukuran 20 m x 100 m = 2.000 m.
e) Ditentukan pula minimal 6 titik contoh pada setiap sub-plot untuk pengambilan contoh tumbuhan bawah, seresah dan tanah; setiap titik berukuran 0,5 m x 0,5 m = 0,25 m .
Gambar 4 Sub-plot contoh untuk pengukuran biomassa dan nekromassa (Hairiah, 2007).
2. Mengukur biomassa pohon
Pengukuran biomassa pohon dilakukan dengan cara 'non-destructive' (tidak merusak bagian tanaman).
Cara pengukuran:
a) sub-plot dibagi menjadi 2 bagian, dengan memasang tali di bagian tengah sehingga ada sub-sub-plot, masing-masing berukuran 2,5m x 40m.
b) Nama setiap pohon dicatat, dan diukur diameter batang setinggi dadanya (dbh = diameter at breast height = 1,3 m dari permukaan tanah) semua pohon yang masuk dalam sub-sub-plot sebelah kiri dan kanan. Pengukuran dbh hanya dilakukan pada pohon berdiameter 5
cm hingga 30 cm. Pohon dengan dbh<5 cm diklasifikasikan sebagai tumbuhan bawah.
c) Khusus untuk pohon-pohon yang batangnya rendah dan bercabang banyak, misalnya pohon kopi yang dipangkas secara regular, maka diukur semua diameter semua cabang. Bila pada sub-plot terdapat tanaman tidak berkeping dua (dikotil) seperti bambu dan pisang, maka diukur diameter dan tinggi masing-masing individu dalam setiap rumpun tanaman. Demikian pula bila terdapat pohon tidak bercabang seperti kelapa atau tanaman jenis palem lainnya.
d) Bila terdapat tunggul bekas tebangan yang masih hidup dengan tinggi
> 50 cm dan diameter > 5 cm, maka diukur diameter batang dan tingginya.
e) Ditetapkan berat jenis (BJ) kayu dari masing-masing jenis pohon dengan jalan memotong kayu dari salah satu cabang, lalu ukur panjang, diameter dan timbang berat basahnya. Dimasukkan dalam oven, pada suhu 100O C selama 48 jam dan timbang berat keringnya.
Hitung volume dan BJ kayu dengan rumus sebagai berikut:
Volume (cm3) = πR2T
Keterangan: R = jari-jari potongan kayu = ½ x Diameter (cm) T = panjang kayu (cm)
BJ (g/cm3) = Berat kering (g) Volume (cm3) 3. Mengukur biomassa tumbuhan bawah
Pengambilan contoh biomassa tumbuhan bawah dilakukan dengan metode 'destructive' (merusak bagian tanaman).Tumbuhan bawah yang diambil sebagai contoh adalah semua tumbuhan hidup berupa pohon yang berdiameter < 5 cm, herba dan rumput-rumputan.
Gambar 5 Bentuk kuadran untuk pengambilan contoh tumbuhan bawah dan serasah (Hairiah 2007).
Cara pengambilan contoh tumbuhan bawah ('understorey') a. Tempatkan kuadran bambu, kayu atau aluminium di dalam sub-
plot (5 m x 40 m) secara acak.
b. Semua tumbuhan bawah (pohon berdiameter < 5 cm, herba dan rumbut-rumputan) yang terdapat di dalam kuadran dipotong.
c. Contoh tumbuhan bawah dimasukkan ke dalam kantong.
d. Berat basah daun atau batang ditimbang.
e. Ambil sub-contoh tanaman dari masing-masing biomassa daun dan batang sekitar 100-300g.
f. Sub-contoh biomassa tanaman yang telah diambil dikeringkan dalam oven pada suhu 80 OC selama 2 x 24 jam.
g. Timbang berat keringnya.
Gambar 6 Penempatan kuadran (titik contoh) dalam sub-plot (Hairiah 2007).
Pengolahan data
Hitung total berat kering tumbuhan bawah per kuadran dengan rumus sebagai berikut:
Total BK (g) = BK subcontoh (g)
X Total BB (g) BB subcontoh (g)
Dimana, BK = berat kering dan BB = berat basah
B. Pengukuran Nekromassa tanaman
Lakukan pengambilan contoh 'nekromassa' (bagian tanaman mati) pada permukaan tanah yang masuk dalam sub-plot (5 m x 40 m) dan/atau plot besar (20 m x 100 m). Pengambilan contoh nekromassa yang berdiameter antara 5 cm hingga 30 cm dilakukan pada sub-plot, sedangkan batang berdiameter > 30 cm dilakukan pada plot besar.
Nekromassa dibedakan menjadi 2 kelompok:
a. Nekromassa berkayu: pohon mati yang masih berdiri maupun yang roboh, tunggul-tunggul tanaman, cabang dan ranting yang masih utuh yang berdiameter 5 cm dan panjang 0.5 m.
b. Nekromassa tidak berkayu: seresah daun yang masih utuh (seresah kasar), dan bahan organik lainnya yang telah terdekomposisi sebagian dan berukuran > 2 mm (seresah halus).
a) Nekromassa berkayu Cara pengukuran:
• Ukur diameter (lingkar batang) dan panjang (tinggi) semua pohon mati yang berdiri maupun yang roboh, tunggul tanaman mati, cabang dan ranting.
• Catat dalam blangko pengukuran masing-masing, baik untuk nekromassa yang berdiameter > 30 cm dan maupun untuk nekromassa yang berdiameter antara 5 - 30 cm.
• Apabila dalam subplot maupun plot besar terdapat batang roboh melintang, maka diukur diameter batang pada dua posisi (pangkal dan
ujung) dan panjang batang hanya diukur pada contoh yang masuk dalam sub-plot atau plot besar saja.
• Ambil sedikit contoh kayu ukuran 10 cm x 10 cm x 10 cm, timbang berat basahnya, masukkan dalam oven suhu 80o C selama 48 jam untuk menghitung BJnya.
b) Nekromassa tidak berkayu
Cara pengambilan contoh seresah
• Gunakan kuadran kayu/bambu/aluminium. Ambillah contoh seresah kasar langsung setelah pengambilan contoh biomassa tumbuhan bawah, lakukan pada titik contoh dan luas kuadran yang sama dengan yang dipakai untuk pengambilan contoh biomassa tumbuhan bawah.
• Ambil semua sisa-sisa bagian tanaman mati, daun- daun dan ranting- ranting gugur yang terdapat dalam tiap-tiap kuadran, masukkan ke dalam kantong kertas dan beri label sesuai dengan kode titik contohnya.
• Keringkan semua seresah di bawah sinar matahari, bila sudah kering goyang-goyangkan agar tanah yang menempel dalam seresah rontok dan terpisah dengan seresah.
• Ambil sub-contoh seresah sebanyak 100-300 g untuk dikeringkan dalam dalam oven pada suhu 80o C selama 48 jam. Bila biomassa contoh yang didapatkan hanya sedikit (< 100 g), maka timbang semuanya dan jadikan sebagai sub-contoh.
• Timbang berat keringnya dan catat dalam blangko. Estimasi BK seresah kasar per kuadran melalui perhitungan sebagai berikut:
Total BK (g) = BK subcontoh (g) X Total BB (g) BB subcontoh (g)
Keterangan, BK = berat kering dan BB = berat basah
3.7.4 Menghitung Karbonpada Suatu Lahan
Semua data (total) biomassa dan nekromassa per lahan dimasukkan ke dalam tabel yang merupakan estimasi akhir jumlah C tersimpan per lahan. Konsentrasi C dalam bahan organik biasanya sekitar 46%, oleh
karena itu estimasi jumlah C tersimpan per komponen dapat dihitung dengan mengalikan total berat masanya dengan konsentrasi C, sebagai berikut (Hairiah, 2007):
Berat kering biomassa atau nekromassa (kg/ha) x 0,46
Khusus untuk hutan tanaman (dalam hal ini Pinus), cadangan karbon pada hutan pinus di tahun 1990 dan 2000 didapat melalui perhitungan Mean Annual Increament (MAI) dan persamaan alometrik untuk Pinus:
• MAI = Vt/V (Soeroso, 1961 yang disitasi oleh Harmoko 2004)
• Y = 0,0417D2,6576 (Waterloo 1995 disitasi oleh Hairiah dan Rahayu 2010)
3.7.5 Menghitung Karbon pada tingkat DAS
Penghitungan selanjutnya adalah menghitung jumlah C tersimpan yang ada pada tingkat DAS (kawasan), yaitu mengalikan nilai rata-rata penyimpanan C per sistem penutupan lahan dengan jumlah luasannya sehingga penyimpanan C per kawasan dapat diketahui (Hairiah 2007).
3.8 Penilaian Dampak Perubahan RTH Terhadap Peningkatan GRK 3.8.1 Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan dalam tahap ini, yaitu: komputer dan programarcview 3.2.
Bahan-bahan yang digunakan dalam tahap ini, yaitu:
Citra Landsat 7ETM+ DAS Ciliwung tahun 1990, 2000, 2011 dari USGS, skala 1:250.000, resolusi 90 m x90 m. Deliniasi DAS menggunakan DEM SRTM 90 m. Pengolahan citra dilakukan oleh Badan Planologi Nasional (BAPLAN) tahun 2012.
3.8.2 Variabel yang Diamati
Variabel yang diamati dalam tahap ini adalah:
1. Perubahan penutupan lahan pada tahun 1990 – 2011.
2. Perubahan simpanan karbon pada tahun 1990 – 2011.
3.8.3 Proses Penilaian
Penilaian dampak perubahan RTH dilakukan dengan menggabungkan dua analisa perhitungan, yaitu:
1. Penutupan lahan pada tahun 1990, 2000, dan 2011.
2. Stok karbon pada tiap penutupan lahan dengan acuan data lapang tahun 2011.
Dari pembandingan data penutupan lahan pada tahun 1990, 2000, dan 2011 maka dapat diketahui perubahan penutupan lahan selama sekitar dua puluh tahun.Kemudian dengan data perubahan tersebut, tiap penutupan lahan dikonversi ke dalam stok karbon dengan mengacu pada data lapang tahun 2011, sehingga dapat diketahui perubahan stok karbon yang terjadi selama sekitar dua puluh tahun. Serapan CO2 dihitung dengan menggunakan perbandingan massa molekul relatif CO2 (44) dan massa atom relatif C (12) sehingga:
. serapan CO2 = 3,67 x cadangan karbon
