PENDUGAAN BIOMASSA DAN POTENSI KARBON TERIKAT DI ATAS PERMUKAAN TANAH PADA HUTAN GAMBUT MERANG BEKAS TERBAKAR DI SUMATERA SELATAN

Transkripsi

1 PENDUGAAN BIOMASSA DAN POTENSI KARBON TERIKAT DI ATAS PERMUKAAN TANAH PADA HUTAN GAMBUT MERANG BEKAS TERBAKAR DI SUMATERA SELATAN N. A. EKA WIDYASARI H. SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2010

2 PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Pendugaan Biomassa dan Potensi Karbon Terikat di Atas Permukaan Tanah Pada Hutan Gambut Merang Bekas Terbakar di 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 N.A. Eka Widyasari H. NIM E

3 ABSTRACT N.A EKA WIDYASARI H. Biomass and Fix Carbon Estimation of Above Ground in South Sumatra s Ex-Burned Merang Peat Forest. Under the direction of BAMBANG HERO SAHARJO and ISTOMO. Forest has urgent to absorb CO 2 which is used photosynthesis to product O 2 and energy dominantly in biomass. When peat forest fired, a lot of carbon reserve discharged to atmosphere so it can stimulate global warming. This study aims to estimate biomass and fix carbon contain in ex-burned merang peat forest and make models between biomass and fix carbon of various tree component (stems, branches, twigs and leaves) and also to calculate fix carbon and biomass potency in ex-burned merang peat forest. The results showed that biomass and fix carbon in ex-burned merang peat forest can be estimated using allometric equation models: W total = 0, D 2,40 and C total = 0,0302 D 2,35. Fix carbon potenty in the trees very related to biomass and it can be calculated using formula C total = 0, W 0,980. Based on parths of trees, stems are largest contributors to the potential for biomass total. Its contribute approximately 68,09 82,28% of total biomass. Then, in leaves, twigs and brunch each contributor 4,17 14,44%; 6,16 10,32% and 7,15 7,45 respectively. Fix carbon on the trees can be estimated using biomass formula and its showed 16,49 17,70% of trees biomass total. Biomass total and fix carbon on the above ground of ex-burned merang peat forest each showed ,48 kg/ha and ,19 kg/ha. Keywords : Biomass, Fix Carbon, Estimation, Model, Peat Forest.

4 RINGKASAN N.A EKA WIDYASARI H. Pendugaan Biomassa dan Potensi Karbon Terikat di Atas Permukaan Tanah pada Hutan Gambut Merang Bekas Terbakar di Sumatera Selatan. Dibimbing oleh BAMBANG HERO SAHARJO dan ISTOMO. Hutan mempunyai peran penting dalam menyerap CO 2 yang digunakan dalam proses fotosintesis untuk menghasilkan O 2 dan sebagian besar energi tersebut berada dalam bentuk biomassa. Cadangan karbon yang besar pada lahan gambut menyebabkan tingginya jumlah karbon yang dilepaskan ke atmosfer ketika lahan gambut terbakar yang pada akhirnya dapat memicu percepatan pemanasan global. Penelitian ini bertujuan untuk membuat model penduga biomassa dan kandungan karbon terikat pada hutan gambut merang bekas terbakar berdasarkan bagian-bagian pohon (batang, cabang, ranting dan daun), membuat model hubungan antara biomassa dengan karbon terikat pada setiap bagian pohon serta menghitung potensi biomassa dan karbon terikat pada hutan gambut merang bekas terbakar. Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli hingga bulan Agustus tahun 2009 di hutan gambut merang bekas terbakar yang terletak di Kabupaten Musi Banyuasin Provinsi Sumatera Selatan. Untuk identifikasi spesies tumbuhan dilakukan di Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Cibinong dan analisis biomassa dan karbon terikat berdasarkan bagian-bagian pohon (batang, cabang, ranting dan daun), tumbuhan bawah, serasah dan nekromasa dilakukan di Laboratorium Kimia Kayu Puslitbang Hutan, Departemen Kehutanan pada bulan Agustus hingga November Untuk mendapatkan gambaran komposisi vegetasi maka pada tahap pertama dibuat petak menggunakan prosedur analisis vegetasi cara garis berpetak sebanyak 5 (lima) petak berukuran 20 x 20 m dimana pada petak tersebut dibuat sub petak berukuran 2 m x 2 m untuk analisis tumbuhan bawah, serasah dan nekromasa, sub petak berukuran 5 x 5 m untuk pengukuran tingkat pertumbuhan pancang, sub petak berukuran 10 m x 10 m untuk pengukuran tingkat pertumbuhan tiang dan petak berukuran 20 m x 20 m untuk pengukuran tingkat pertumbuhan pohon. Penentuan plot di lapangan dilakukan dengan systematic sampling with random start. Pada setiap petak penelitian dilakukan inventarisasi terhadap semua pohon yang memiliki diameter 2 cm kemudian diukur diameternya pada ketinggian 1,3 m di atas tanah (Dbh) dan tinggi. Setelah mendapatkan gambaran komposisi vegetasi dan sebaran diameter maka dipilih 20 pohon contoh secara purposif yang diharapkan dapat mewakili sebaran diameter dan jenis yang ada di lokasi. Selanjutnya dilakukan penghitungan biomassa dengan menggunakan metode destruktif sampling, yaitu melakukan penebangan kemudian penimbangan berat basah secara langsung pada tiap bagian pohon (batang, cabang, ranting dan daun), tumbuhan bawah, serasah dan nekromasa dan mengkonversi berat basah contoh menjadi berat kering (biomassa) menggunakan nilai kadar air (standar TAPPI T268 OM 88) yang diperoleh dari hasil analisis laboratorium. Sedangkan untuk penentuan karbon terikat melalui metode pengarangan dengan metode SNI kemudian dilakukan pengukuran kadar zat terbang dan kadar abu. Setelah kadar zat terbang dan kadar

5 abu dikatahui maka dapat diketahui kadar karbon terikat (murni) yang merupakan hasil pengurangan dari 100% dikurangi total kadar zat terbang dan kadar abu. Hasil penelitian menunjukkan bahwa model pendugaan biomassa dan kandungan karbon terikat di hutan gambut merang bekas terbakar dapat diprediksi melalui persamaan alometrik W total = 0, D 2,40 dan C total = 0,0302 D 2,35. Potensi kandungan karbon terikat pada pohon berkaitan erat dengan potensi biomassa dimana hubungan keeratan antara karbon terikat dengan biomassa dapat ditunjukkan dengan model persamaan C total = 0, W 0,980. Berdasarkan bagian pohon yang ditebang, dapat diketahui bahwa yang memiliki potensi biomassa paling besar adalah pada bagian batang berkisar antara 68,09-82,28% dari biomassa totalnya, kemudian diikuti bagian daun sebesar 4,17-14,44%, bagian ranting sebesar 6,16-10,32% dan terkecil pada bagian cabang sebesar 7,15-7,45% dari biomassa totalnya. Kandungan biomassa pada bagian batang yang lebih besar tersebut, berhubungan erat dengan hasil produksi pohon yang diperoleh dari hasil fotosintesis yang pada umumnya disimpan pada batang. Secara umum, batang mempunyai zat penyusun kayu yang lebih banyak dibandingkan dengan bagian pohon lainnya sehingga menyebabkan bagian rongga sel pada batang banyak oleh komponen penyusun kayu dibandingkan air, sehingga bobot biomassa batang menjadi lebih besar. Untuk kandungan karbon terikat pada pohon dapat diduga dengan menggunakan biomassa yaitu sebesar 16,49 % - 17,70% dari biomassa pohon. Total biomassa dan karbon terikat di atas permukaan tanah pada hutan gambut merang bekas terbakar secara berturut-turut adalah ,48 kg/ha dan ,19 kg/ha. Kejadian kebakaran pada lokasi penelitian dalam intensitas yang tinggi terlihat dari terjadinya penurunan potensi biomassa sebesar 71,91% dan karbon terikat sebesar 93,13% dibandingkan dengan hutan gambut primer, hal tersebut mengindikasikan bahwa setelah terjadinya kebakaran banyak tegakan yang hilang di hutan gambut merang. Kata Kunci : Biomassa, Karbon Terikat, Model, Gambut.

6 PENDUGAAN BIOMASSA DAN POTENSI KARBON TERIKAT DI ATAS PERMUKAAN TANAH PADA HUTAN GAMBUT MERANG BEKAS TERBAKAR DI SUMATERA SELATAN N. A. EKA WIDYASARI H. Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Silvikultur Tropika SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2010

7 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.

8 Judul Tesis : Pendugaan Biomassa dan Potensi Karbon Terikat di Atas Permukaan Tanah Pada Hutan Gambut Merang Bekas Terbakar di Sumatera Selatan Nama : N..A. Eka Widyasari H. NIM : E Disetujui Komisi Pembimbing Prof. Dr. Ir. Bambang Hero Saharjo, M.Agr Ketua Dr. Ir. Istomo, M.Si Anggota Diketahui Ketua Program Studi Silvikultur Tropika Dekan Sekolah Pascasarjana Prof. Dr. Ir. IGK. Tapa Darma, M.Sc Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S Tanggal Ujian: 19 Februari 2010 Tanggal Lulus :

9 PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia- Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Juli 2009 ini ialah potensi karbon, dengan judul Pendugaan Biomassa dan Potensi Karbon Terikat di Atas Permukaan Tanah pada Hutan Gambut Merang Bekas Terbakar di Sumatera Selatan. Terimakasih penulis ucapkan kepada Prof. Dr. Ir. Bambang Hero Saharjo, M.Agr dan Dr. Ir. Istomo, M.Si selaku komisi pembimbing yang sangat membantu proses penelitian, pembimbingan dan penyelesaiannya, Prof. Dr. Ir. IGK Tapa Darma, M.Sc selaku Kepala Mayor Silvikultur Tropika serta Prof. Dr. Ir. Cecep Kusmana, MS yang telah memberikan banyak saran. Disamping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Djoko Setijono dan Bapak Solichin yang telah membantu selama pengumpulan data dan penyediaan dana proyek penelitian GTZ Merang REDD Pilot Project. Ungkapan terimakasih juga disampaikan kepada suami tercinta Yoga Sutisna, A.Md yang telah mendukung dan memberikan dukungan baik moril maupun spiritual, Mamah dan Papah serta adik-adikku (Indri, Ami dan Agung), serta keluarga besar Bapak Maman di Ciamis atas segala dorongan, bantuan, doa dan kasih sayangnya, sehingga studi ini bisa diselesaikan. Selain itu juga ucapan terimakasih kepada teman-teman SVK angkatan 2008 Mas Wahyu, Mbk Uut, Mbk Eva, Mbk Rieke, Mbk Ana, Mbk Yeni, Mbk Yanti, Mbk Tutu, Bang Ada dan Mas Rio serta teman seperjuangan Nisa, Laura, Prabu, Fitri, Desti dan Ana yang telah membantu pada saat penyusunan. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi semua pihak. Bogor, Februari 2010 N.A Eka Widyasari H.

10 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bandung pada tanggal 3 Oktober 1985 sebagai anak pertama dari empat bersaudara dari pasangan Bapak EM. Lukmanul Hakim dan Ibu Wati Wasitoh. Jenjang pendidikan formal pertama yang ditempuh di SDN Kadomas IV Pandeglang ( ), SLTPN I Pandeglang ( ), SMU Lab. School UPI Bandung ( ), 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 Silvikultur Tropika Sekolah Pascasarjana IPB. Penulis menyusun tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Gelar Magister Sains dengan judul Pendugaan Biomassa dan Potensi Karbon Terikat di Atas Permukaan Tanah pada Hutan Gambut Merang Bekas Terbakar di Sumatera Selatan dibimbing oleh Prof. Dr. Ir. Bambang Hero Saharjo, M.Agr sebagai ketua dan Dr. Ir. Istomo, M.Si sebagai anggota komisi pembimbing.

11 DAFTAR ISI Halaman LEMBAR PENGESAHAN DAFTAR ISI... i DAFTAR TABEL... iv DAFTAR GAMBAR... v DAFTAR LAMPIRAN... vi I. PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Hipotesis Penelitian Manfaat Penelitian Kerangka Pemikiran... 4 II. TINJAUAN PUSTAKA Kebakaran Hutan Biomassa Karbon Pendugaan dan Pengukuran Biomassa Model Pendugaan Biomassa dan Karbon Siklus Karbon Pengaruh Karbondioksida 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 Waktu dan Tempat Penelitian Alat dan Bahan Jenis Data Peubah yang Diamati Kelompok Peubah Vegetasi Kelompok Peubah Serasah dan Nekromasa Prosedur Penelitian di Lapangan Penentuan dan Pembuatan Petak Penelitian Inventarisasi Tegakan Penebangan dan Penimbangan Berat Basah Pohon Contoh Pengambilan Contoh Vegetasi Pengambilan Contoh Tumbuhan Bawah dan Serasah Pengambilan Contoh Nekromasa... 40

12 4.6 Prosedur di Laboratorium Pengukuran Kadar Air Pengukuran Biomassa Pengukuran Kadar Karbon Terikat Analisis Data Komposisi Jenis Model Pendugaan Biomassa dan Karbon Terikat Pohon Model Pendugaan Biomassa Pohon Model Pendugaan Karbon Terikat Pohon Model Hubungan Kandungan Karbon Terikat dan Biomassa Pemilihan Model Total Potensi Biomassa Tegakan Total Potensi Karbon Terikat Tegakan BAB V. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Komposisi Jenis Analisis Vegetasi Tingkat Pancang, Tiang dan Pohon Analisis Vegetasi Tumbuhan Bawah Berkayu dan Tidak Berkayu Distribusi Diameter Pohon Sifat Fisik Bagian Pohon Sifat Kimia Bagian Pohon Hubungan Diameter dengan Tinggi Pendugaan Biomassa di Atas Tanah Biomassa Pohon Biomassa Tumbuhan Bawah dan Serasah Nekromasa Pendugaan Karbon Terikat di Atas Tanah Kandungan Karbon Terikat Pohon Kandungan Karbon Terikat Tumbuhan Bawah dan Serasah Kandungan Karbon Terikat Nekromasa Hubungan antara Kandungan Karbon Terikat dengan Biomassa Pohon Pembahasan Komposisi dan Struktur Hutan Sifat Fisik dan Kimia Pohon Kandungan Biomassa Kandungan Biomassa Tegakan Kandungan Biomassa Tumbuhan Bawah dan Serasah Kandungan Nekromasa Kandungan Karbon Terikat Kandungan Karbon Terikat Tegakan Kandungan Karbon Terikat Tumbuhan Bawah dan Serasah Kandungan Karbon Terikat Nekromasa Hubungan antara Kandungan Karbon Terikat dan Biomassa Pohon... 83

13 BAB IV. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 90

14 DAFTAR TABEL No. Teks Halaman 1. Biomassa (ton/ha) pada berbagai Tipe Hutan Karbon (ton/ha) pada berbagai Tipe Hutan Perbandingan Model Biomassa yang dihasilkan Titik Koordinat dan kedalaman Gambut Pohon Terpilih untuk Ditebang Berdasarkan Kelas Diameter Jenis Dominan pada Setiap Tingkat Pertumbuhan Pohon Luas Bidang Dasar (m 2 /ha) pada Setiap Tingkat Pertumbuhan Kerapatan Pohon pada Setiap Tingkat Pertumbuhan Kerapatan Tertinggi Tumbuhan Bawah Berkayu dan Tidak Berkayu Distribusi Kelas Diameter dari Tegakan Hutan Kadar Air Rata-rata pada Setiap Bagian Pohon dan Kelas Diameter Nilai Rata-rata KZT, K.Ab dam KKT Rekapitulasi Biomassa pada Setiap Bagian Pohon yang Ditebang Persamaan Alometrik untuk menduga Biomassa Biomassa Bagian Pohon di Atas Permukaan Tanah Biomassa Tumbuhan Bawah dan Serasah Nekromasa Rekapitulasi Karbon Terikat pada Setiap Bagian Pohon Persamaan Alometrik untuk menduga Kandungan Karbon Terikat Kandungan Karbon Terikat Bagian Pohon Kandungan Karbon Terikat Tumbuhan Bawah dan Serasah Kandungan Karbon Terikat Nekromasa Model Hubungan antara Kandungan Karbon Terikat dengan Biomassa Proporsi Kandungan Karbon Terikat terhadap Biomassa Pohon Proporsi Karbon terhadap Biomassa pada berbagai jenis dan tipe hutan... 72

15 DAFTAR GAMBAR No. Teks Halaman 1. Bagan Alir Kerangka Pemikiran Segitiga Api Peta Lokasi MPDF Sungai sebagai Akses Transportasi Deskripsi Hidrologi Merang Peta Citra Hotspot MPDF Grafik Curah Hujan Bulanan di Wilayah Bayung Lincir Grafik Suhu Udara Bulanan di Wilayah Tulung Salapan Grafik Kelembaban Udara Bulanan di Wilayah Tulung Salapan Peta Lokasi Penelitian Peralatan Penelitian Desain Petak Penelitian Pembuatan Petak Pengukuran Diameter Pohon Tahap Kegiatan Penebangan Pengambilan sampel Bagian Batang Pengambilan Contoh Tumbuhan Bawah dan Serasah Kegiatan Pengambilan Contoh Nekromasa Diagram Alur Pembuatan Model Biomassa Pohon Diagram Alur Pembuatan Model Karbon Terikat Pohon Hubungan Diameter dan Tinggi Pohon Hubungan Diameter Pohon dengan Biomassa Batang Hubungan Diameter Pohon dengan Biomassa Cabang Hubungan Diameter Pohon dengan Biomassa Ranting Hubungan Diameter Pohon dengan Biomassa Daun Hubungan Diameter Pohon dengan Biomassa Total Hubungan Diameter Pohon dengan Biomassa Non-Fotosintesis Hubungan Diameter Pohon dengan Karbon Terikat Batang Hubungan Diameter Pohon dengan Karbon Terikat Cabang Hubungan Diameter Pohon dengan Karbon Terikat Ranting Hubungan Diameter Pohon dengan Karbon Terikat Daun Hubungan Diameter Pohon dengan Karbon Terikat Total Hubungan Diameter Pohon dengan Karbon Terikat Non-Fotosintesis Hubungan Biomassa Batang dengan Karbon Terikat Batang Hubungan Biomassa Cabang dengan Karbon Terikat Cabang Hubungan Biomassa Ranting dengan Karbon Terikat Ranting Hubungan Biomassa Daun dengan Karbon Terikat Daun Hubungan Biomassa Total dengan Karbon Terikat Total Hubungan Biomassa Non-Fotosintesis dengan Karbon Terikat Non- Fotosintesis... 71

16 DAFTAR LAMPIRAN No. Teks Halaman 1. Peta Penutupan Lahan MRPP Posisi Petak Contoh Penelitian Daftar Jenis yang Dijumpai Hasil Analisis Vegetasi berdasarkan Tingkat Pertumbuhan Hasil Analisis Vegetasi Tumbuhan Bawah Kerapatan setiap jenis pohon (ind/ha) berdasarkan Kelas Diameter Kandungan rata-rata Kadar Air, KZT, K.Abu dan Karbon Terikat.. 98