POTENSI KARBON TERIKAT DI ATAS PERMUKAAN TANAH PADA HUTAN GAMBUT BEKAS TEBANGAN DI MERANG SUMATERA SELATAN NISA NOVITA

Transkripsi

1 POTENSI KARBON TERIKAT DI ATAS PERMUKAAN TANAH PADA HUTAN GAMBUT BEKAS TEBANGAN DI MERANG SUMATERA SELATAN NISA NOVITA SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2010

2 PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Potensi Karbon Terikat di Atas Permukaan Tanah pada Hutan Gambut Bekas Tebangan di Merang Sumatera Selatan adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka di bagian akhir tesis ini. Bogor, Februari 2010 Nisa Novita P

3 ABSTRACT NISA NOVITA. Above Ground Fixed Carbon Content in Logged-Over Peatswamp Forest in Merang South Sumatra. Under direction of BAMBANG HERO SAHARJO and CECEP KUSMANA. Forest ecosystem plays very important role in the global carbon cycle. Forest is an emitter and sinker carbondioxide (CO 2 ) from and to atmosphere. Fixed carbon study was conducted in the peatswamp forest of Merang, Musi Banyuasin district, South Sumatera. This study was aimed to observe the above ground biomass and fixed carbon content in the logged over peatswamp forest. The components of above ground biomass considered in this study were under storeys, litters, necromass and living trees with diameter at breast height (dbh) greater than 5 cm. The number of trees sampled in this research was 30 trees, with diameters ranging from 5,3 to 64 cm. Destructive sampling was used to collect the samples where diameter at breast height (DBH), height (H), and wood density were used as predictors for dry weight of total above-ground biomass. Allometric equations can be used to estimate the biomass and carbon stock of forests. The result showed that the assessment model could be built following the formula W = ad b for biomass and C = ad b for fixed carbon content. The peatswamp forest of Merang contained 287,13 ton/ha biomass (were 96,45% from living trees) and 44,08 ton/ha fixed carbon content. The other side, tree fixed carbon content can be also predicted from biomass that 15,78% of tree biomass is fixed carbon content. Keywords : fixed carbon content, logged-over forest, peatswamp.

4 RINGKASAN Peningkatan konsentrasi CO 2 di atmosfir merupakan salah satu pemicu terjadinya pemanasan global yang berpengaruh terhadap kelangsungan semua makhluk hidup di muka bumi. Siklus karbon global berkaitan erat dengan ekosistem hutan yang berfungsi ganda yakni sebagai sinker dan emitter karbon dari dan ke atmosfir. Melalui proses fotosintesis, respirasi dan dekomposisi yang terjadi secara alami menyebabkan terjadinya transfer karbon antara hutan dan atmosfir. Akan tetapi akibat pengeksploitasian hutan di tangan manusia telah menjadikan siklus karbon global daratan menjadi terganggu. Penggerusan hutan gambut baik dari segi luas dan komposisinya akibat penebangan merupakan salah satu faktor penyebab utama yang membuat kondisi hutan semakin mengkhawatirkan, dimana hal ini berbanding lurus dengan pertambahan waktu. Penebangan yang telah memiliki izin maupun illegal telah menyulap hutan gambut di kawasan Merang menjadi lahan kritis yang berdampak pada penurunan luasan dan kemampuan dalam penyerapan karbon. Berpijak dari alasan diatas, tujuan dari penelitian ini adalah melakukan observasi dan estimasi terhadap kandungan biomassa yang berkaitan erat dengan potensi karbon terikat melalui pembuatan model allometrik yang dihasilkan dari metode destruktif di lapangan. Penelitian ini dilakukan pada hutan gambut bekas tebangan di Merang Sumatera Selatan. Analisis data lapangan dilakukan di Laboratorium Kimia Kayu dan Energi, Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Hasil Hutan, Departemen Kehutanan dan Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia. Metode yang digunakan adalah secara destruktif pada 4 plot yang masing-masing berukuran 35 x 35 m. Setelah dilakukan analisis vegetasi, pohon sampel yang ditebang sebanyak 30 buah, dimana kelas diameter digunakan sebagai dasar dalam penentuan sampel. Sedangkan untuk estimasi biomassa dan karbon terikat tumbuhan bawah, serasah dan nekromassa dibangun subplot dengan ukuran 2 x 2 m yang diletakkan secara nested sampling pada plot 35 x 35 m. Masing-masing bagian pohon (batang, cabang, ranting, daun), tumbuhan bawah, serasah dan nekromassa diukur berat basahnya dan kemudian diambil sampel untuk dianalisis di laboratorium. Berdasarkan analisis vegetasi, dapat diketahui potensi hutan gambut bekas tebangan di Merang, dimana 40 jenis pohon menyusun hutan pada petak ukur 0,49 Ha dan didominasi Lauraceae Myrtaceae, Annonaceae dan Euphorbiaceae. Total luas bidang dasar untuk semua jenis pohon adalah 28,36 m 2 /ha, dimana sebagian besar terdapat pada tingkat tiang (50,87% atau 14,43 m 2 / ha), kemudian diikuti tingkat pohon 33,27% (9,44 m 2 /ha) dan tingkat pancang 15,86% (15,86 m 2 /ha). Untuk kerapatan pohon tertinggi terdapat pada tiang (48,8% atau 918 individu/ha). Nilai ini tidak berbeda jauh dengan kerapatan yang ditunjukkan pada pancang sebesar 46,09% (867 individu/ha). Kerapatan terendah terdapat pada tingkat pohon (96 individu/ha atau 5,11%). INP tertinggi pada tingkat pohon adalah Polyalthia sumatrana (makai) sebesar 49,98%, yang diikuti oleh jenis Prunus arborea (25.73%) dan Dacryodes rostrata (24.55%). Sedangkan untuk tingkat tiang dan pancang jenis dengan INP tertinggi adalah Dacryodes rostrata (uyah-uyah) dengan masing-masing nilai INP 52,25% dan 35,36%. Hasil analsis laboratorium menunjukkan bahwa terdapat variasi kadar air baik berdasarkan kelas diameter maupun berdasarkan bagian anatomi pohon. Bagian anatomi pohon yang paling tinggi kadar airnya untuk setiap kelas diameter adalah ranting yang berkisar antara 37,10 % - 63,58%. Kadar air untuk

5 daun dan cabang berturut-turut adalah 23,30% - 49,55% dan 29,12% - 42,30%. Kadar air terendah terdapat di bagian batang dengan kisaran 6,65% - 8,35%. Untuk analisis berat jenis diketahui terdapat variasi untuk 30 pohon yang ditebang. Jenis pohon yang memiliki berat jenis terbesar adalah Syzygium bankense, Palaquium ridleyi dan Tetramerista glabra. Dyera lowii dan Shorea uliginosa adalah jenis pohon yang memiliki berat jenis paling kecil. Berat jenis pohon contoh berkisar dari 0,30-0,94 gcc -1. Untuk hasil analisis kadar zat terbang memiliki kisaran rata-rata 72,23% - 85,37% yang diikuti oleh kadar karbon terikat rata-rata antara 14,12% - 23,22%. Hasil analisis kadar abu menunjukkan persentase paling kecil untuk setiap anatomi pohon yakni berkisar 0,51% - 4,55%. Persen kadar karbon terikat tertinggi terdapat pada daun (23,22%) dan terendah terdapat pada batang (14,12%). Untuk analisis data, model pendugaan biomassa dan karbon terikat dibangun melalui analisis regresi dengan menggunakan 6 persamaan dasar. W = ad b untuk biomassa dan C = ad b menjadi model terpilih untuk estimasi biomassa/ha dan karbon/ha (dimana W = biomassa, C = karbon terikat, D = diameter setinggi dada dan a, b = konstanta). Biomassa terbesar terdapat pada batang yakni 79,47% (210,10 ton/ha), kemudian cabang, ranting dan daun mengandung biomassa ± 20% dari total biomassa pohon. Biomassa terendah terdapat pada daun yaitu 12,05 ton/ha atau 4,35%. Total biomassa pohon pada hutan bekas tebangan daerah Merang adalah 276,95 ton/ha. Sedangkan, total biomassa tumbuhan bawah, serasah dan nekromassa adalah 10,19 ton/ha. Nilai yang ditunjukkan karbon terikat linear positif dengan nilai kandungan biomassa. Total karbon terikat pohon adalah 41,82 ton/ha, dimana batang memiliki kandungan biomassa sebesar 30,16 ton/ha atau 72,11% dari karbon terikat pohon total. Kandungan karbon terendah terdapat pada bagian daun yakni 6,62% atau 2,77 ton/ha. Total potensi kandungan karbon tumbuhan bawah, serasah dan nekromassa adalah 2,28 ton/ha. Dacryodes rostrata, Polyalthia sumatrana, Crytocarya crassinervia merupakan jenis yang memiliki kontribusi karbon terikat tertinggi diantara jenis lainnya pada lokasi studi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa total biomassa di tegakan hutan bekas tebangan adalah 287,13 ton/ha dengan kandungan karbon 44,09 ton/ha atau setara dengan 161,81 ton CO 2. Secara keseluruhan pada penelitian ini biomassa mengandung 15,78% karbon terikat dari total tegakan. Hasil ini tidak sesuai dengan apa yang dikemukan oleh Brown (1997) yang menyatakan bahwa setengah dari biomassa adalah karbon. Begitu juga dengan teori yang dikemukan oleh Mudiyarso et al. (2004) dimana 45% biomassa adalah karbon. Kandungan karbon rata-rata pada hutan bekas tebangan Merang Musi Banyuasin berkisar dari 14,03% 23,60%. Kata kunci : karbon terikat, hutan bekas tebangan, rawa gambut dan persamaan alometrik

6 Hak Cipta milik IPB, tahun 2010 Hak Cipta dilindungi Undang-Undang Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmia, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh Karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.

7 POTENSI KARBON TERIKAT DI ATAS PERMUKAAN TANAH PADA HUTAN GAMBUT BEKAS TEBANGAN DI MERANG SUMATERA SELATAN NISA NOVITA Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2010

8 Judul Tesis Nama NRP Program Studi Program : Potensi Karbon Terikat di Atas Permukaan Tanah pada Hutan Gambut Bekas Tebangan di Merang Sumatera Selatan : Nisa Novita : P : Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan : Magister (S2) Menyetujui : Komisi Pembimbing Prof. Dr. Ir. Bambang Hero Saharjo, M.Agr Ketua Prof. Dr. Ir. Cecep Kusmana, MS Anggota Diketahui : Ketua Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan Dekan Sekolah Pascasarjana, Prof. Dr. Ir. Surjono H. Sutjahjo, MS Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MS Tanggal Ujian: 18 Februari 2010 Tanggal Lulus :

9 Sebuah Tulisan Akhir Mahasiswa Atas Beasiswa Ayah Bunda Untuk kedua orang tua tercinta atas pengorbanan yang tak pernah tergantikan Dan untuk seorang Profesor*, atas kemuliaan hati dan segala kebaikannya... * Prof. BHS

10 PRAKATA Alhamdulillah penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia- Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan. Tesis dengan judul Potensi Karbon Terikat di Atas Permukaan Tanah pada Hutan Gambut Bekas Tebangan Di Merang Sumatera Selatan ini disusun dalam rangka memenuhi persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada : 1. Prof. Dr. Ir. Bambang Hero Saharjo M.Agr yang memberikan pelajaran hidup dan dukungan yang sangat berarti. 2. Prof. Dr. Ir. Cecep Kusmana selaku anggota komisi pembimbing. 3. Dr. Ir. Lailan Syaufina, MSc sebagai penguji luar komisi. 4. Bapak Solichin, S. Hut, MSc dan segenap staff Merang REDD Pilot Project GTZ di Palembang yang banyak membantu penulis selama penelitian. 5. GTZ Palembang atas dana penelitian yang telah diberikan. 6. Sebelas orang masyarakat Bina Desa dan Kepahyang yang telah membantu penelitian di lapangan. 7. Dosen statistika Laode Rahman, MS dan 8. Teman-teman mahasiswa PSL 2008 dan N. A. Eka Widyasari. Penulis mengucapkan terimakasih dan penghargaan kepada orang tua (Enimar dan Syaiful) tercinta atas doa, dukungan dan pengorbanan yang tak pernah berhenti. Kepada Albert Syaiful dan Deasy Fitria yang telah memberikan semangat dan dukungan selama ini. Dan untuk yang setia menemani dan menyayangi, Dede Hendry. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat untuk perkembangan ilmu pengetahuan. Bogor, Februari 2010 Nisa Novita

11 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bukittinggi pada tanggal 23 November 1986 sebagai anak kedua dari tiga bersaudara dari pasangan Bapak Syaiful dan Ibu Enimar. Jenjang pendidikan formal pertama yang ditempuh di SDN 37 PGRM Bukittinggi ( ), SLTPN 3 Tilatang Kamang ( ), SMU I Tilatang Kamang Bukittinggi ( ), kemudian melalui jalur USMI (Undangan Seleksi Masuk IPB) penulis diterima di Institut Pertanian Bogor Jurusan Budidaya Hutan ( ). Pada tahun 2008 penulis melanjutkan pendidikan ke program Magister Sains (M.Si) di Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan. Penulis menyusun tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Gelar Magister Sains dengan judul Potensi Karbon Terikat di Atas Permukaan Tanah pada Hutan Gambut Bekas Tebangan Di Merang Sumatera Selatan dibimbing oleh Prof. Dr. Ir. H. Bambang Hero Saharjo, M.Agr sebagai ketua dan Prof. Dr. Ir. Cecep Kusmana, MS sebagai anggota komisi pembimbing.

12 DAFTAR ISI Halaman LEMBAR PENGESAHAN DAFTAR ISI... i DAFTAR TABEL... iii DAFTAR GAMBAR... v DAFTAR LAMPIRAN... vii I. PENDAHULUAN Latar Belakang Kerangka Pemikiran Perumusan Masalah Tujuan Manfaat Hipotesis... 6 II. TINJAUAN PUSTAKA Tanah Gambut Siklus Karbon Fotosintesis dan Respirasi Biomassa dan Karbon Pemodelan Biomassa dan Karbon III. KONDISI UMUM LOKASI PENELITIAN Luas dan Lokasi Aksesibilitas Iklim dan Hidrologi Karakteristik Gambut dan Cadangan Karbon Kondisi Sosial Ekonomi Sejarah Areal IV. METODE PENELITIAN Lokasi dan Waktu Penelitian Peubah yang Diamati Peubah Vegetasi Peubah Serasah dan Nekromassa Alat dan Bahan Prosedur Penelitian di Lapangan Analisis vegetasi Pengambilan dan Penebangan Pohon Terpilih Pengambilan Contoh Tumbuhan Bawah, Serasah dan Nekromassa Prosedur di Laboratorium Pengukuran Kadar Air Pengukuran Biomassa Pengukuran Berat jenis Pengukuran Kadar Karbon Terikat Analisis Data Komposisi Jenis Model Penduga Biomassa Model Penduga Karbon Terikat Model Hubungan Biomassa dan Karbon Terikat... 40

13 4.6.5 Pemilihan model Penentuan total Biomassa dan Karbon BAB V. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Komposisi Jenis dan Struktur Hutan Sifat Fisik Kadar Air Berat Jenis Kadar Zat Terbang, Kadar Abu dan Kadar Karbon Terikat Biomassa di Atas Tanah Biomassa Tumbuhan Bawah, Serasah dan Nekromassa Biomassa Pohon Karbon Terikat di Atas Tanah Karbon Terikat Tumbuhan Bawah, Serasah dan Nekromassa Karbon Terikat Pohon Model Hubungan Karbon Terikat dengan Biomassa Pembahasan Komposisi dan Struktur Hutan Sifat Fisik Kandungan Biomassa Karbon Terikat Model Penduga Hubungan Karbon Terikat dengan Biomassa.. 70 BAB IV. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 78

14 DAFTAR TABEL Halaman 1. Luas lahan gambut di Indonesia Jumlah C tersimpan di vegetasi dan tanah kedalaman 1 m Peningkatan gas rumah kaca di atmosfer dalam berbagai periode waktu Persamaan alometrik pada berbagai tipe hutan Curah hujan bulanan tahun di Merang Titik koordinat dan kedalaman gambut lokasi penelitian Pembagian subplot penelitian Pohon terpilih untuk ditebang berdasarkan kelas diameter Dominansi pohon pada setiap tingkat pertumbuhan Kerapatan pohon pada setiap tingkat pertumbuhan Kerapatan pohon pada setiap kelas diameter Indeks Nilai Penting pohon pada setiap tingkat pertumbuhan Variasi kadar air pohon contoh pada setiap kelas diameter Hasil pengujian berat jenis pohon yang ditebang Variasi kadar zat terbang, kadar abu dan kadar karbon terikat pohon contoh pada setiap anatomi pohon Biomassa tumbuhan bawah, serasah dan nekromassa Rekapitulasi biomassa pada tiap bagian pohon terpilih Rekapitulasi model pendugaan biomassa Kandungan biomassa pohon di atas tanah Biomassa pohon berdasarkan tingkat pertumbuhan Potensi karbon tumbuhan bawah, serasah dan nekromassa Rekapitulasi model pendugaan karbon terikat Potensi karbon terikat pohon di atas tanah Potensi karbon terikat pohon berdasarkan tingkat pertumbuhan Koefisien korelasi antara variabel potensi karbon pada tiap anatomi Hubungan karbon terikat dengan biomassa Kontribusi tiap jenis terhadap biomassa dan karbon terikat total Persentase potensi karbon terikat pada setiap bagian pohon per kelas diameter... 62

15 29. Nilai hasil dugaan biomassa total dan potensi karbon terikat total Hasil penelitian karbon terikat terdahulu di berbagai tipe hutan... 65

16 DAFTAR GAMBAR Halaman 1. Bagan alir kerangka pemikiran Penyebaran gambut di Sumatera Selatan Siklus karbon global Deskripsi hutan bekas tebangan di Merang Peta lokasi hutan gambut Merang Sungai sebagai akses utama masyarakat desa dengan menggunakan perahu motor Deskripsi hidrologi daerah Merang Kayu hasil penebangan liar yang dilewatkan melalui sungai Buring Peta ex HPH KPHP Lalan Peta lokasi penelitian a Timbangan dengan berbagai kapasitas b alat dalam kegiatan analisis vegetasi c katrol membantu dalam penimbangan kayu d chainsaw dan beberapa alat untuk penebangan dan pembagian anatomi pohon Desain plot penelitian untuk analisis vegetasi a Pengeboran tanah gambut b pembuatan subplot 2 x 2 m c pengukuran diameter setinggi dada Penebangan pohon Pembagian segmen batang yang akan ditimbang Penimbangan batang Pengumpulan dan penimbangan daun Penimbangan ranting Pemisahan dan penimbangan serasah Diagram alir pembuatan model penduga biomassa Diagram alir pembuatan model penduga karbon terikat Sebaran data berat jenis pohon yang ditebang Hubungan antara berat jenis dan Dbh... 48

17 24. Bentuk hubungan antara biomassa tiap bagian pohon dengan Dbh Karakteristik masing-masing penduga biomassa... 52

18 DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1. Daftar jenis yang dijumpai dalam plot 0,49 Ha Hasil analisis vegetasi pada hutan bekas tebangan di Merang Analisis vegetasi tumbuhan bawah berkayu Analisis vegetasi untuk tumbuhan bawah tidak berkayu Kerapatan setiap jenis pohon (ind/ha) berdasarkan kelas diameter Hasil analisis kadar zat terbang (KZT), kadar abu (K. Abu), kadar karbon terikat (KKT) setiap anatomi pohon Rekapitulasi hasil analisis tiap fraksi batang pada hutan bekas tebangan di Merang Contoh pengolahan data untuk model pendugaan kandungan biomassa Contoh pengolahan data untuk model pendugaan potensi karbon terikat pohon... 93