Pengukuran Hutan dalam Perspektif Pengelolaan Hutan

Pengukuran Hutan

Joko Sulistyo

Bagian Teknologi Hasil Hutan Fak. Kehutanan UGM

Latar Belakang

• Hutan memiliki berbagai fungsi seperti penghasil kayu, satwa liar, rekreasi dan air, jasa lingkungan, plasma nutfah, serta berbagai fungsi lainnya. UU 41/1999 Pasal 6 ayat 1: Hutan mempunyai tiga fungsi yaitu fungsi konservasi, fungsi lindung dan fungsi produksi.

• Pengelolaan hutan dalam pemenuhan fungsinya tersebut memerlukan praktek-praktek penilaian sumber daya hutan (resource assessment)

Latar Belakang

⁽²⁾

• Industri hasil hutan membutuhkan estimasi potensi produksi kayu bulat atau sumber kayu bulat untuk serat dari hutan.

• Perlakuan silvikultur membutuhkan informasi berbasis kondisi tegakan hutan berupa estimasi kerapatan pohon dan kualitas tapak.

Latar Belakang

⁽³⁾

• Berbagai pengelolaan hutan tsb memerlukan survei atau inventarisasi hutan (forest inventory) untuk keperluan

pengambilan keputusan. Informasi yang dikumpulkan membentuk dasar-dasar bagi penentuan tindakan

terbaik.

• Inventarisasi hutan adalah suatu tindakan untuk

mengumpulkan informasi tentang kekayaan hutan terkait

dengan berbagai penggunaan akhirnya.

Pertumbuhan dan Potensi Hutan

• Pertumbuhan didefinisikan sebagai biomassa atau ukuran tumbuhan atau tegakan yang diproduksi

dalam satuan waktu (contoh dalam 1 hari, 1 tahun, 5 tahun, dsb) (Pretzsch, 2009).

• Pertumbuhan (growth) merupakan tulang punggung pengelolaan hutan, yang bertujuan menghasilkan

kayu atau hasil hutan lainnya.

• Informasi pertumbuhan juga menjadi dasar

perencanaan yang harus dilakukan untuk mencapai

tujuan pengelolaan hutan.

Pertumbuhan dan Potensi Hutan

⁽²⁾

• Pertumbuhan ditetapkan sebagai terminologi umum, sedangkan riap (increment) lebih spesifik. Riap

digunakan untuk menyatakan pertambahan volume pohon atau tegakan per satuan waktu tertentu. Riap juga digunakan untuk menyatakan pertambahan

diameter atau tinggi pohon per tahun.

• Pertumbuhan tegakan dipengaruhi oleh sumber daya (pasokan radiasi, air dan nutrisi) dan kondisi

lingkungan (seperti suhu, keasaman tanah atau

polusi udara).

• Survei yang dilakukan berulang-ulang efisien untuk

menentukan pertumbuhan hutan dan arah dari perubahan suksesif dalam kaitan tipe penutupan, kondisi tegakan dan karakteristik hutan lainnya.

• Survei yang berulang seringkali menggantungkan pada plot observasi permanen di lapangan. Plot-plot permanen diukur ulang pada interval dari 5 sampai 10 tahun.

• Pada setiap kunjungan diukur diameter dan tinggi pohon yang hidup yang asalnya diukur diukur kembali. Mortalitas diukur dari pohon yang mati. Regenerasi pohon yang tumbuh juga dinilai. Catatan ini menyediakan informasi proyeksi

pertumbuhan hutan dan hasilnya.

Pertumbuhan dan Potensi Hutan

⁽³⁾

• Untuk tujuan kebijakan, survey regional seringkali didesain untuk menduga luas hutan, volume produk dan kondisi tegakan hutan.

• Umumnya variable prediksi meliputi ukuran pohon saat pengukuran, kelas kondisi tajuk, site index dan beberapa ukuran individu pohon atau rata-rata

kompetisi tegakan. Luas bidang dasar (basal area) per hektar seringkali digunakan untuk mengekspresikan derajat kompetisi atau crowding.

Pertumbuhan dan Potensi Hutan

⁽⁴⁾

• Teknik inventore berkembang di Eropa Tengah sejak

perkembangan ilmu pengelolaan hutan pada abad 17.

Pada awalnya inventore dilakukan untuk

mengumpulkan informasi tentang potensi kayu untuk menyusun rencana tebangan melalui cara okuler yaitu menaksir potensi kayu menurut perkiraan seseorang yang berpengalaman. Inventore ini bersifat subyektif.

• Seiring perkembangan ilmu maka disusun tabel hasil atau tabel normal yang menjadi dasar untuk

melakukan penaksiran volume tegakan.

• Teknik inventore hutan berkembang dengan ilmu

teknik pencuplikan atau sampling

Inventarisasi Hutan

⁽²⁾

• Timber cruising lebih spesifik dengan

menitikberatkan pada informasi tentang potensi kayu dari suatu areal tertentu dalam rencana pembalakan (logging).

• Tujuan utama inventarisasi hutan adalah untuk mendapatkan data tentang areal yang berhutan, populasi serta komposisi tegakannya.

• Inventarisasi hutan dapat dilaksanakan dengan

penginderaan jauh, pengamatan di lapangan atau

dengan penginderaan jauh yang disertai dengan

pengamatan di lapangan.

Konsep Sampling dan Pengukuran

• Praktek dasar dalam kehutanan adalah sampling (petak ukur) dan pengukuran.

• Hutan dipertimbangkan sebagai populasi pohon.

Hanya saja pengukuran keseluruhan populasi pohon secara sensus butuh biaya mahal dan tidak praktis.

• Rimbawan harus bertumpu pada teknik sampling

yang mewakili populasi.

Konsep Sampling dan Pengukuran

⁽²⁾

• Sebagai contoh inventore hutan pulp dengan luasan 600 hektar cukup dengan 200 sampel petak ukur 0,1 hektar.

• Dalam banyak kasus sebuah sampel dapat menyediakan estimasi kayu pulp yang akurat

• Teknik penarikan sampel yang mewakili populasi

didasarkan pada teori penarikan sampel statistik.

Konsep Sampling dan Pengukuran

⁽⁴⁾

• Pada sampel petak ukur yang terpilih setiap pohon dapat ditebang untuk memperoleh informasi volume yang

akurat.

• Sebagai alternatif, tinggi dan diameter pohon dapat

diukur secara langsung untuk digunakan mengestimasi secara tidak langsung volume pohon dengan

menggunakan tabel volume yang dapat dilaksanakan lebih cepat dan relatif lebih rendah biayanya. Meskipun penggunaan tabel volume memunculkan adanya

sampling error atau variasi karena tabel volume hanya

merupakan pendekatan

Konsep Sampling dan Pengukuran

⁽⁵⁾

DBH (cm) Tinggi Total (m)

10 15 20 25 30 35

Volume (m3)

10 0,021 0,024

20 0,126 0,186 0,247 0,311

30 0,292 0,429 0,570 0,718 0,853 40 0,524 0,767 1,017 1,281 1,523

50 1,200 1,592 2,005 2,384 2,783

60 1,728 2,294 2,887 3,436 4,010

Tabel Volume

• Teori dan praktek sampling dan pengukuran menyediakan kerangka kerja untuk desain survey sumber daya hutan.

• Rimbawan memilih ukuran unit sampling,

prosedur pemilihan sample, alat pengukuran dan formula untuk pengembangan pendugaan karakteristik populasi.

Konsep Sampling dan Pengukuran

⁽⁶⁾

• Prinsip sampling untuk inventarisasi hutan dilaksanakan secara acak tanpa peletakan kembali (random sampling without replacement).

• Simple random sampling: petak-petak diletakan secara acak.

Metode ini memberikan hasil yang baik apabila tidak

dipandang perlu adanya stratifikasi, misalnya areal yang disurvei seluruhnya berhutan homogen.

• Kelemahan simple random sampling adalah memerlukan

biaya yang mahal dan waktu yang lebih lama daripada metode lain untuk intensitas sampling yang sama.

Teknik Sampling dalam Inventarisasi Hutan

• Systematic sampling: peletakan unit sampling pertama

dilakukan secara random atau acak, sedangkan unit sampling berikutnya dilakukan secara sistematik dengan jarak yang

sama atau seragam. Cara ini banyak dilakukan di hutan alam dan hutan tanaman.

• Kelebihan: petak ukur tersebar merata di seluruh areal,

pelaksanaan di lapangan lebih efektif, lebih mudah dengan cara perhitungan sederhana.

• Kekurangan: apabila populasi tersebar secara sistematis, diantaranya oleh pengaruh topografi maka dapat

menghasilkan bias.

Teknik Sampling dalam Inventarisasi Hutan

⁽²⁾

• Systematic sampling: pola letak unit sampling yang berjarak seragam atau sama

Teknik Sampling dalam Inventarisasi Hutan

⁽³⁾

• Stratified sampling: teknik sampling ini dilaksanakan bila perlu adanya stratifikasi untuk daerah yang disurvei.

• Dasar stratifikasi adalah: terdapat perbedaan yang jelas pada populasi tegakan, terdapat perbedaan komposisi tegakan

terutama perbedaan jenis pohon yang mempunyai populasi tegakan terbesar, terdapat perbedaan topografi di lapangan yang menyebabkan adanya cara pengusahaan.

• Stratifikasi dilaksanakan sebelum sampling. Setiap stratum merupakan sub-populasi tersendiri yang masing-masing diperlakukan sampling secara terpisah.

• Banyaknya sampel untuk masing-masing stratum ditentukan sebanding dengan luas masing-masing stratum.

Teknik Sampling dalam Inventarisasi Hutan

⁽⁴⁾

Inventore Hutan

• Bentuk petak ukur yang pertama adalah petak jalur dengan lebar 40 m, yang digunakan dalam inventore hutan alam di India pada abad 19. Petak ini mengandung kesalahan

sampling yang cukup besar yang bersumber pada pengukuran pohon-pohon di tepi jalur. Saat ini untuk inventore hutan alam digunakan petak jalur dengan lebar 20 m yang disebut

continuous strip sampling.

• Mengingat memakan waktu yang lama dan biaya yang besar maka berkembanglah pemikiran untuk mengukur jalur tidak secara kontinyu tetapi berselang-seling antara diukur dan tidak diukur sehingga muncul sampling dengan petak ukur berbentuk persegi panjang. Penempatan petak ukur secara sistematik maka disebut systematic plot sampling.

Petak Ukur

Inventore Hutan (4)

• Dalam perkembangan berikut bentuk petak ukur berubah dari persigi panjang menjadi bujur sangkar. Penempatan petak

ukur juga berkembang dengan jarak petak ukur di dalam dan antar jalur menjadi sama sehingga disebut uniform plot

sampling.

• Bentuk petak ukur persegi panjang dan bujur sangkar mengandung peluang besar untuk menjadi bias karena sulitnya pembuatan sudut di lapangan, serta terjadi error karena pohon tepi. Upaya perbaikan dilakukan dengan melahirkan petak ukur lingkaran. Untuk hutan alam atau hutan tanaman tua biasanya digunaan petak ukur lingkaran 0,1 ha dgn jari-jari 17,8 m.

Petak Ukur

Petak Ukur

• Di Amerika Serikat

menggunakan sistem bujur sangkar seperti yang

diterapkan pada survey lahan. Sistem ini

menerapkan garis bujur dari timur ke barat dan garis

lintang dari utara ke selatan.

Titik mulanya merupakan survey tanah adalah

interseksi antara garis bujur dan lintang.

Inventore Hutan (6)

Petak Ukur

• Sebagai contoh lokasi

Township T3N (Towhship 3 North), R2W (Range 2 West).

Township secara nominal adalah 9.66 km persegi ( 6 mil persegi) yang

mengandung 9324 hektar dan dibagi menjadi 36 seksi dengan nominal 1.61 km persegi yang mengendung 256 hektar. Seksi ini dibagi menjadi seksi perempatan 67.75 hektar yang lebih

lanjut dibagi menjadi 4 seksi 16,19 hektar.

Petak Ukur

Inventore Hutan (7)

• Penggunaan petak ukur lingkaran tidak banyak mengurangi masalah besar yaitu waktu dan biaya. Pada 1932, Bitterlich menemukan suatu cara yang sangat tepat dengan hanya menggunakan alat sederhana. Dasar metode Bitterlich berbeda dengan inventore menggunakan petak ukur. Inventore dengan petak ukur didasarkan pada prinsip probability proporsional to area, sedangkan metode Bitterlich adalah probability proporsional to size

Petak Ukur

• Hutan dan individu pohon dapat diukur dengan berbagai tujuan dan cara.

• Pengukuran tinggi, diameter dan umur pohon-pohon pada plot-plot untuk karakterisasi hutan dalam bentuk volume saat ini/terkini, dan potensi produktivitas.

Pengukuran Pohon

• Diameter merupakan salah satu parameter pohon yang penting dalam pengumpulan data tentang potensi hutan untuk keperluan pengelolaan.

• Pengukuran diameter dapat dilakukan dengan phi- band atau kaliper. Namun karena keterbatasan alat menyebabkan diameter (D) diperoleh dari

pengukuran keliling (K) untuk kemudian dikonversi menjadi diameter dengan rumus D = K/ π.

Diameter Pohon

• Pengukuran diameter dilakukan posisi setinggi dada yang dikenal sebagai DBH (diameter at breast height) di atas permukaan tanah. Umumnya dilakukan pada setinggi 1,3 m dari permukaan tanah. Di AS dan

Kanada pada posisi 4 ft 6 in atau 1,37 m, sedangkan Britania Raya dan Persemakmuran pada 4ft 3 in atau 1,29 m serta di Jepang 1,25 m dari permukaan tanah.

• Pada permukaan tanah yang miring atau

berkelerengan maka pengukuran DBH dilakukan pada posisi rata-rata tinggi dari permukaan tanah sebelah atas dan sebelah bawah. Di Eropa dilakukan pada 1,3 m dari permukaan tanah sebelah atas saja.

Diameter Pohon (2)

Pengukuran Pohon

Diameter Pohon (3)

• Bidang dasar pohon adalah penampang lintang batang pada 1,3 m dari permukaan tanah (bila menggunakan DBH) dengan menggunakan satuan meter persegi.

• Menggunakan luas bidang dasar pohon dapat ditaksir dua parameter yang penting untuk inventore hutan yaitu

kepadatan bidang dasar dan volume pohon maupun tegakan.

• Luas bidang dasar per hektar adalah jumlah total dari luas

bidang dasar individu pohon dan seringkali digunakan sebagai ukuran kapadatan tegakan (stand density)

Bidang Dasar (Basal Area)

Pengukuran Pohon

• Rumus luas bidang dasar seperti rumus luas lingkaran yaitu 𝐴 = 𝜋𝑟^% atau & (()*)^,

-

• Bentuk penampang yang tidak silindris dikoreksi dengan menggunakan memasukan faktor bentuk dalam penaksiran volume.

• Luas bidang dasar bervariasi karena jenis pohon dan umur.

Bidang Dasar (Basal Area) (2)

• Tinggi pohon adalah parameter penting lain dalam penaksiran hasil hutan. Bersama diameter, tinggi pohon diperlukan untuk menaksir volume dan riap.

• Dalam inventore hutan, dikenal beberapa macam tinggi pohon

– Tinggi total (total height): tinggi dari pangkal pohon di permukaan tanah sampai puncak pohon. Tinggi total seringkali diukur sebagai dasar untuk mengestimasi kandungan produk dalam pohon, produktivitas tapak (tempat tumbuh) (bonita atau site index) dan pengaruh umur.

Tinggi (Height)

• Dalam inventore hutan, dikenal beberapa macam tinggi pohon

– Tinggi batang bebas cabang : tinggi pohon dari pangkal batang di permukaan tanah sampai cabang pertama yang membentuk tajuk.

– Tinggi batang komersial (merchantable height) : tinggi

batang yang pada saat itu laku dijual dalam perdagangan.

Biasanya dari 0,3 m di atas tanah sampai pada titik dimana diameter batang terlalu kecil atau bentuknya tidak

beraturan untuk dimanfaatkan.

Pengukuran Pohon

Tinggi (Height) (2)

• Tinggi batang komersial dinyatakan dalam panjang log atau unit panjang log misal 15 meter log (tiga batang log 5 meter) atau tiga batang log. Diameter ujung untuk batas komersial dari sebatang pohon tergantung dari jenis produknya. Kayu untuk pulp menggunakan dbh dari 12 cm sampai diameter ujung 7 – 10 cm.

• Pengukuran tinggi pohon dapat dilakukan

– Secara langsung: menggunakan tongkat teleskopik dengan kemampuan hanya sampai tinggi pohon 15 m.

– Secara tidak langsung : dengan menggunakan alat pengukur tinggi pohon tidak langsung (hipsometer) dengan prinsip geometrik dan trigonometrik.

Tinggi (Height) (3)

• Dasar pembuatan hipsometer

dengann prinsip geometrik dengan rumus

AC = ^{(./) 0 (.}_(.1/1)¹²¹⁾

• Pengukuran tinggi pohon dengan hipsometer memerluka galah yang panjangnya 4m (AB) yang diletakkan berdiri tegak pada pohon yang akan diukur.

• Alat pengukur tinggi berdasarkan prinsip geometrik adalah

– Christen hypsometer – Verkampff-laue

• Keuntungan alat hipsometer dengan prinsip geometrik adalah

– Dapat dibuat dengan mudah

– Tidak perlu pengukuran jarak antara pengukur dan pohon,

– Pengukuran tinggi tidak dipengaruhi oleh lereng

Pengukuran Pohon

Tinggi (Height) (4)

• Alat-alat pengukur tinggi

berdasarkan prinsip trigonometri adalah

– Abney hand level

– US Forest Service hypsometer – Blume-leoIss,

– Haga

– Sunto hypsometer – Relascope

• Kelebihan alat-alat ini adalah

– Hasilnya lebih baik hanya saja dengan pengukuran yang lebih cermat

– Diperlukan jarak standar antara pengukur dan pohon

Tinggi (Height) (5)

Pengukuran Pohon

Tinggi (Height) (6)

• Beberapa jenis volume yang umum dipakai sebagai dasar panafsiran adalah

– Volume tunggak (stump volume): volume kayu yang terdiri dari atas akar dan pangkal pohon sampai dengan tunggak (0,1 – 0,5 m dg sebagaian besar 0,3 m)

– Volume batang (volume of stem): volume kayu di atas tunggak sampai permulaan tajuk/percabangan pertama.

– Volume kayu tebal (volume of thick wood) : volume kayu di atas tunggak sampai dengan titik atau posisi berdiameter 7 cm (termasuk kulit). Volume ini terdiri dari volume batang utama dan cabang besar.

– Volume kayu pohon : volume kayu yang terdapat di

seluruh pohon mulai dari volume tunggak sampai ujung pohon.

Volume

• Kayu perkakas menggunakan basis volume batang, sedangkan tujuan pulp dan kertas menggunakan volume tebal.

• Penaksiran volume tegakan pada dasarnya merupaka penjumlahan seluruh volume pohon penyusun tegakan tersebut.

• Rumus volume kayu individu pohon didasarkan pada rumus silinder. Tetapi karena bentuk batang pohon tidak persis

silidris, maka rumus tersebut dikoreksi dengan bilangan bentuk (form factor).

Pengukuran Pohon

Volume (2)

• Bilangan bentuk adala suatu faktor reduksi, yang

menggambarkan selisis antara volume silinder dengan volume kayu yang sebenarnya, untuk diameter yang sama.

• Rumus umum volume pohon adalah 𝑣 = (𝜋𝑑^%)

4 𝑥 ℎ 𝑥 𝑓

• v = volume; d = diameter setinggi dada; h = tinggi pohon; f = bilangan bentuk.

Volume (3)

• Penaksiran volume pohon yang masih berdiri merupakan langkah awal untuk menghitung hasil akhir dalam inventore hutan. Target yang lebih penting adalah menaksir volume tegakan dari berbagai areal hutan yang ada.

• Volume tegakan merupakan jumlah volume pohon yang terdapat di suatu areal hutan.

Taksiran Volume Tegakan