Kanopi terbuka Rata-rata hasil pengukuran

Transkripsi

1 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Fluks CO 2 dari Permukaan Tanah Pada Masing-masing Tipe Kerapatan Kanopi Berdasarkan hasil pengukuran, pengamatan, serta analisis contoh udara dari permukaan tanah pada masing-masing tipe kerapatan kanopi yang berbeda kerapatannya, diperoleh rata-rata fluks CO 2 yang dilepaskan tanah hutan Babahaleka sebesar mgco 2 m -2 h -1 atau 7.14 tonc ha -1 yr -1. Hasil pengukuran menunjukkan adanya perbedaan emisi CO 2 yang dilepaskan permukaan tanah pada masing-masing kerapatan kanopi (Tabel 4). Pada kerapatan emisi CO 2 dari permukaan tanah lebih tinggi ( mgco 2 m -2 h -1 ) jika dibandingkan dengan ( mgco 2 m -2 h -1 ) dan kanopi tertutup ( mgco 2 m -2 h -1 ). Perbedaan emisi CO 2 yang dilepaskan ini dapat dipengaruhi oleh kondisi iklim mikro dan bahan organik tanah pada masingmasing tipe kerapatan kanopinya. Tabel 4. Rata-rata fluks CO 2 hasil pengukuran Tipe Pengukuran Tipe kerapatan Fluks CO 2 (mgco 2 m -2 h -1 ) Kanopi tertutup 1, high altitude Multy position Kanopi tertutup 2, low altitude Kanopi menengah Kanopi terbuka jam Kanopi tertutup Kanopi terbuka Kanopi tertutup jam (1) Kanopi menengah Kanopi terbuka Kanopi tertutup jam (2) Kanopi menengah Kanopi terbuka Rata-rata hasil pengukuran Besarnya rata-rata fluks CO 2 dari permukaan tanah yang terukur ini lebih kecil jika dibandingkan fluks CO 2 dari tanah hutan primer Peninsula Malaysia sebesar mgco 2 m -2 h -1 (Adachi et al. 2005) dan hutan sekunder Taman Nasional Lore Lindu mgco 2 m -2 h -1 (Taufik M 2003), serta berada pada kisaran yang sama dengan hasil pengukuran fluks CO 2 pada tanah hutan primer Kuamang Kuning Jambi sebesar mgco 2 m -2 h -1 (Tsuruta et al. 2002), hutan subtropis di Skotlandia (Chapman & Thurlow 1996 diacu dalam Taufik M 2003), hutan subtropis di Ottawa, kanada (Lessard et al diacu dalam Taufik M 2003), hutan hujan tropis di Kenya dan hutan primer di barat daya China (Werner et al. 2006). Tabel 5. Fluks CO 2 pada beberapa lahan hutan Tipe Lahan Lokasi Fluks CO 2 (mgco 2 m -2 h -1 ) Sumber Pustaka Hutan subtropis Skotlandia Chapman dan Thurlow (1996) Hutan subtropis Ottawa, Kanada Lessard et al. (1994) Hutan primer Peninsula, Malaysia Adachi et al. (2005) Hutan primer Kuamang kuning, Jambi, Indonesia Tsuruta et al. (2002) Hutan hujan tropis Kenya Werner et al. (2006) Hutan primer Barat Daya China Werner et al. (2006) Hutan sekunder TNLL, Palu Taufik M (2003) 8

2 4.1. Pola Fluks CO 2 dari Permukaan Tanah Pada Masing-masing Tipe Kerapatan Kanopi Pengukuran 12 jam dan 24 jam dilakukan untuk melihat profil diurnal fluks CO 2 dari permukaan tanah (Gambar 7 dan Gambar 8). Hasil pengukuran dan pengamatan diurnal menunjukkan profil fluks CO 2 akan naik pada hari dan turun pada saat dan pagi hari. Hal ini sesuai dengan hasil penelitian yang Dugas (1993) diacu dalam Taufik M (2003) yang menyatakan laju emisi CO 2 cenderung turun pada saat pagi hari dan setelah matahari terbenam, serta tinggi pada saat hari pada saat suhu maksimum yang dicapai oleh tanah atau 1-2 jam setelah puncak radiasi maksimum dicapai (Tjasyono B 2006). Pada pengamatan 12 jam fluks CO 2 dari permukaan tanah terendah tercatat sebesar mgco 2 m -2 h -1 (pk ) dan tertinggi sebesar mgco 2 m -2 h -1 (pk.13.50). Sedangkan pada pengamatan 24 jam, fluks CO 2 dari permukaan tanah terendah sebesar mgco 2 m -2 h -1 (pk ) dan tertinggi sebesar mgco 2 m -2 h -1 (pk ). 70. pagi sore Gambar 7. Profil diurnal fluks CO 2, pengukuran 12 jam Gambar 8. Profil diurnal fluks CO 2, pengukuran 24 jam Kondisi Iklim Mikro dan Bahan Organik Tanah Hasil Pengukuran Suhu Tanah dan Suhu Permukaan tanah Variasi suhu tanah harian menurut kedalaman ditentukan oleh kondisi cuaca dan variasi penerimaan radiasi surya. Panas yang diterima oleh permukaan tanah akan diteruskan pada lapisan tanah yang lebih dalam melalui proses konduksi. Panas yang dijalarkan akan memerlukan, akibatnya suhu maksimum dan minimum di dalam tanah akan mengalami keterlambatan (Tjasyono B 2006). Suhu rata-rata tanah selama pengukuran diurnal 12 jam sebesar 18.9 o C, dengan suhu tanah tertinggi 19.7 o C (pk ) dan terendah 18.1 o C (pk ). Suhu rata-rata permukaan tanah selama pengukuran diurnal 12 jam sebesar 20.7 o C, dengan suhu permukaan tanah tertinggi 23.1 o C (pk ) dan terendah 17.6 o C (pk ). Suhu rata-rata tanah hasil pengukuran diurnal 24 jam sebesar 18.8 o C, dengan suhu tanah tertinggi 20.7 o C (pk ) dan terendah 17.8 o C (pk ). Fluktuasi suhu tanah hasil pengukuran pada kedalaman 10 cm (Gambar 9 dan Gambar 10) terlihat kecil. Hal ini terlihat dari perubahan suhu terhadap pada masing-masing kerapatan kanopi tidak berubah jauh, berkisar antara o C. Pada suhu rata-rata tanah dan suhu rata-rata permukaan tanah yang terukur lebih kecil dibandingkan dan. Hal ini disebabkan pada energi panas yang dipancarkan matahari terlebih dahulu diserap oleh tanaman untuk kegiatan transpirasi, sehingga panas yang diterima oleh permukaan tanah akan berkurang. Sebaliknya, pada kanopi sedang dan kanopi terbuka, energi panas dari matahari dapat langsung diserap oleh permukaan tanah Suhu Udara Suhu udara berfluktuasi pada setiap perubahan pada masing-masing kerapatan kanopi (Gambar 11). Perubahan suhu ini terlihat sangat jelas dimana suhu udara cenderung naik pada hari dan turun menjelang sampai pagi hari. Suhu udara rata-rata selama pengamatan sebesar 19.8 o C dengan suhu udara terendah 9

3 suhu tanah (oc) tercatat pada pk sebesar 15.3 o C dan tertinggi pada pk sebesar 27.2 o C Kelembaban Tanah Kelembaban tanah berfluktuasi sangat kecil dan cenderung konstan terhadap perubahan pada masing-masing kerapatan kanopi (Gambar 12). Kelembaban tanah pada lebih tinggi pagi Tss Tss Ts Ts sore Gambar 9. Profil diurnal suhu tanah kedalaman 10 cm, dan suhu permukaan tanah, pengukuran 12 jam suhu permukaan tanah (oc) suhu tanah (oc) dibandingkan kelembaban tanah pada kanopi menengah dan terbuka. Hal ini disebabkan kondisi tanah pada lebih lembab dibandingkan dan. Pada saat pengukuran, terjadi hujan yang mengakibatkan kelembaban tanah meningkat pada kanopi terbuka dan Gambar 10. Profil diurnal suhu tanah kedalaman 10 cm, pengukuran 24 jam t suhu udara (oc) Kelembaban tanah (%) t kanopi tetutup 14.0 Gambar 11. Profil diurnal suhu udara, pengukuran 24 jam Bahan Organik Tanah Kandungan rata-rata bahan organik dan C-organik pada tanah mineral hutan Babahaleka (Tabel 6) sebesar 3.90 % dan 1.06 %. Rendahnya kandungan rata-rata bahan organik ini sesuai dengan Soedarsono et al. (2006) yang menyatakan bahwa pada tanah mineral kandungan bahan organiknya < 5%. Kandungan bahan organik yang rendah ini dapat dipengaruhi oleh Gambar 12. Profil diurnal kelembaban tanah, pengukuran 24 jam karakteristik iklim, vegetasi, topografi, dan bahan induk pada hutan. Hasil pengukuran dan pengujian bahan organik pada contoh tanah masingmasing tipe kerapatan kanopi dan tipe pengukuran menunjukkan bahwa kandungan rata-rata bahan organik tanah lebih besar dibandingkan dan. Tabel 6. Kandungan bahan organik dan C-Organik hasil pengukuran Tipe Bahan organik Tipe Kerapatan Pengukuran (%) Kanopi tertutup Multy position high altitude Kanopi tertutup low altitude C-Organik (%) 4.39* 2.5* 2.73* 1.6* Kanopi menengah 3.59* 2.1* 10

4 12 jam 24 jam Kanopi terbuka 4.20* 2.4* Kanopi tertutup 4.39* 2.5* Kanopi terbuka 4.20* 2.4* Kanopi tertutup Kanopi menengah Kanopi terbuka Rata-rata hasil pengukuran Ket : * = rata-rata 4.2. Hubungan Emisi CO 2 dengan Iklim Mikro dan Bahan Organik Tanah Emisi CO 2 dari tanah dipengaruhi oleh proses produksi dan transpor CO 2 (Moren dan Lindroth 2000). Produksi CO 2 ini dipengaruhi oleh proses dan laju dekomposisi bahan organik, kelembaban dan suhu tanah (Lessard et al. 1994) Emisi CO 2, Suhu Tanah dan Suhu Permukaan Tanah Lessard et al. (1994) menyatakan suhu tanah dan suhu permukaan tanah berhubungan secara exponensial dengan laju emisi CO 2 dari tanah. Berdasarkan hasil analisis korelasi dan regresi eksponensial, hubungan laju emisi CO 2 dari tanah dengan suhu tanah pengukuran tipe multy positions (Gambar 13) dihasilkan (r 2 =0.09, p=0.43) pada high altitude, (r 2 =0.12, 0.08) low altitude, (r 2 =0.64, p=0.05), dan (r 2 =0.41, p=0.17) pada, dengan nilai korelasi positif masing-masing (0.40; 0.75; 0.81; 0.64). Hasil analisis laju emisi CO 2 dari tanah dengan suhu permukaan tanah pengukuran multy positions (Gambar 14) menghasilkan (r 2 =0.73, p<0.05) pada kanopi tertutup high altitude, (r 2 =0.49, p=0.12) low altitude, (r 2 =0.56, p=0.09), (r 2 =0.54, p=0.08), dengan nilai korelasi positif masing-masing (0.84; 0.70; 0.74; 0.75). Koefisien determinasi (r 2 ) hasil analisis regresi menunjukkan adanya pengaruh yang diberikan suhu tanah dan suhu permukaan tanah terhadap laju emisi CO 2 dari permukaan tanah. Pada tutupan dan, terlihat jelas pengaruh suhu tanah dan suhu permukaan tanah yang mengikuti laju peningkatan CO 2 yang dilepaskan permukaan tanah. Korelasi positif hasil analisis pada semua kerapatan kanopi menunjukkan bahwa laju emisi CO 2 dari permukaan tanah berbanding lurus terhadap suhu tanah, dan suhu permukaan tanah. Semakin tinggi suhu tanah dan suhu permukaan tanah semakin besar emisi CO 2 yang dilepaskan oleh permukaan tanah. Hal ini sesuai dengan hasil pengamatan (Lessard et al. 1994; Nakadai et al diacu dalam Taufik M 2003; dan Raich & Schlesinger 1992) yang menyatakan emisi CO 2 dalam tanah berkorelasi positif terhadap suhu tanah dan suhu permukaan tanah. Nilai korelasi dan regresi hasil analisis pada high altitude menghasilkan analisis yang lebih baik jika dibandingkan pada low altitude. Hal ini mengindikasikan bahwa ketinggian tempat dapat mempengaruhi besarnya emisi CO 2 yang dilepaskan oleh permukaan tanah. Raich & Schlesinger (1992) menyatakan respirasi pada tanah bervariasi terhadap garis lintang, dari 80 gcm -2 y -1 pada gurun pasir sampai gcm -2 y -1 pada hutan tropis. Hubungan laju emisi CO 2 dari tanah dengan suhu tanah pada pengukuran multy positions menghasilkan nilai r 2 yang lebih besar dan korelasi yang lebih positif jika dibandingkan pada pengukuran diurnal 24 jam (Gambar 15). Hal ini disebabkan karena pengambilan contoh udara dan pengukuran emisi CO 2 dari permukaan tanah pada pengukuran multy position dilakukan hari pk , dimana profil suhu udara dan suhu tanah pada hari meningkat mengikuti energi panas yang dipancarkan matahari. Pada hubungan laju emisi CO 2 dari tanah dengan suhu tanah pengukuran diurnal 24 jam didapatkan nilai r 2 yang kecil dan korelasi negatif. Suhu tanah yang tidak berkorelasi terhadap besarnya laju emisi CO 2 dari tanah ini disebabkan fluktuasi diurnal suhu tanah yang kecil dimana perubahannya berkisar C. Akibatnya, peningkatan laju emisi CO 2 dari tanah tidak mengikuti peningkatan suhu tanah. Fluktuasi suhu tanah yang kecil ini dapat berpengaharuh terhadap proses dekomposisi serasah dan aktivitas 11

5 mikroorganisme tanah dalam memproduksi CO 2. Laju optimum aktivitas mikroorganisme tanah yang menguntungkan terjadi pada suhu C (Hanafiah KA 2004). Fluks CO2 tanah (mgco2/m2/h Expon. (Kanopi tertutup high altitude) Expon. ( low altitude) Expon. () Expon. () y = e x R 2 = 0.09 y = e x R 2 = 0.12 y = e 0.204x R 2 = 0.41 y = e x R 2 = suhu tanah (oc) Gambar 13. Hubungan fluks CO 2 dari tanah dengan suhu tanah, pengukuran multy position Expon. ( high altitude) Expon. (kanopi tetutup low altitude) Expon. () Expon. () y = e x R 2 = 0.49 y = e x R 2 = 0.73 Gambar 14. Hubungan fluks CO 2 dari tanah dengan suhu permukaan tanah, pengukuran multy position y = e x R 2 = 0.54 y = e x R 2 = suhu permukaan tanah (oc) Expon. () Linear () 70 Expon. () Expon. () y = x R = 0.50 y = x R 2 = 0.07 y = 55.99e x R 2 = 0.05 y = e x y = x y = e x R 2 = 4 R 2 = 0.22 R 2 = suhu tanah (oc) suhu udara (oc) Fluks CO2 (m gco2/m 2 /h ) Gambar 15. Hubungan fluks CO 2 dari tanah dengan suhu tanah diurnal 24 jam Gambar 16. Hubungan fluks CO 2 dari tanah dengan suhu udara diurnal 24 jam Fluks CO2 (mgco2/m2/h) y = x R 2 = 0.18 Linear () y = x R 2 = 0.02 y = x R 2 = 0.15 Fluks CO2 (mgco2/m2/h) y = x R 2 = 0.02 y = x Linear () R 2 = 0.18 y = x R 2 = kelembaban tanah (%) Gambar 17. Hubungan fluks CO 2 dari tanah dengan kelembaban tanah diurnal 24 jam Bahan Organik (%) Gambar 18. Hubungan fluks CO 2 dari tanah dengan bahan organik tanah 12

6 Emisi CO 2 dan Suhu Udara Gambar 16 menunjukkan hubungan laju emisi CO 2 dari tanah dengan suhu udara pada berbagai tipe kerapatan kanopi. Hasil analisis menunjukkan suhu udara berkorelasi positif terhadap laju emisi CO 2 dari permukaan tanah pada setiap tipe kerapatan kanopi. Pada tipe kerapatan terlihat korelasi yang cukup kuat (r 2 =0.50, p<0.05), (r 2 =0.07, p=0.08), dan (r 2 =0.22, p<0.05) dengan nilai korelasi positif masingmasing (0.71; 0.26; 0.47). Korelasi positif ini menunjukkan peningkatan laju emisi CO 2 dari permukaan tanah dapat mengikuti peningkatan suhu udara Emisi CO 2 dan Kelembaban Tanah Kelembaban tanah dan suhu tanah merupakan unsur iklim mikro yang berpengaruh terhadap aktifitas mikroorganisme tanah dalam proses dekomposisi bahan organik menjadi CO 2 melalui proses oksidasi melalui respirasi akar tanaman (Hanafiah KA 2004). Menurut Werner et al. (2006) kelembaban udara berhubungan linier dengan besarnya fluks CO 2 yang dilepaskan dari tanah. Hasil analisis regresi dihasilkan (r 2 =0.18, p=0.01; r 2 =0.02, p=0.27; dan r 2 =0.15, p<0.05) dengan nilai korelasi negatif masing-masing (-0.39; -0.17; -0.43) untuk, dan. Hal ini sesuai dengan hasil pengamatan (Nakadai et al diacu dalam Taufik M 2003) yang menyatakan respirasi dalam tanah berkorelasi negatif dengan kelembaban dan kadar air tanah. Korelasi negatif ini menunjukkan bahwa peningkatan emisi CO 2 mengikuti penurunan kelembaban tanah. Bunnell et al. (1977); Xu & Qi (2001) diacu dalam Ma Siyan et al. (2004) menyatakan hubungan antara respirasi dalam tanah sangat kecil dan negatif pada saaat kondisi kelembaban tanah yang sangat tinggi Emisi CO 2 dan Bahan Organik Tanah Bahan organik merupakan sumber energi karbon bagi mikroorganisme dalam memproduksi CO 2, dan berpengaruh langsung terhadap ketersediaan unsur hara dalam tanah (Hanafiah KA 2004). Hasil analisis menunjukkan kandungan bahan organik tidak terlihat berpengaruh terhadap besarnya emisi CO 2 dari permukaan tanah Fluks CO2/Bahan Organik (mgco2/m2/h) (Gambar 18). Hal ini terlihat dari koefisien determinasi (r 2 ) yang kecil dan nilai korelasi yang negatif pada masing-masing kerapatan kanopinya y = x R 2 = Gambar 19. Hubungan fluks CO 2 dari tanah/bahan organik tanah dengan suhu tanah Korelasi negatif yang dihasilkan menunjukkan bahwa kandungan bahan organik tanah berbanding terbalik dengan besarnya emisi CO 2 dari tanah mineral hutan alam Babahaleka. Hal ini sangat berbeda jika dibandingkan hasil pengamatan (Kaur K, Jalouta KR, Midmore D 2007; Rochette et al. 2000; Tufekciogul A & Kucuk M 2004) yang menyatakan emisi CO 2 dalam tanah berkorelasi positif dengan kandungan bahan organik tanah. V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Rata-rata fluks CO 2 yang dilepaskan permukaan tanah hutan Babahaleka sebesar mgco 2 m -2 h -1 atau 7.14 tonc ha -1 yr -1. Hasil pengukuran menunjukkan adanya perbedaan emisi CO 2 yang dilepaskan permukaan tanah pada masing-masing kerapatan kanopi. Hasil analisis menunjukkan faktor lingkungan iklim mikro: suhu tanah, suhu permukaan tanah, kelembaban tanah dan suhu udara berpengaruh terhadap laju emisi CO 2 dari permukaan tanah pada masing-masing kerapatan kanopinya. Faktor kandungan bahan organik tanah tidak terlalu berpengaruh terhadap laju emisi CO 2, hal ini terlihat dari rendahnya koefisien determinasi (r 2 ) dan nilai korelasinya. 5.2 Saran Untuk penelitian lebih lanjut akan sangat baik apabila pengukuran emisi CO 2 y = x R 2 = y = x R 2 = suhu tanah (%) Linear () 13

7 dari permukaan tanah dilakukan pada plot pengamatan yang lebih banyak dengan intensitas pengamatan yang panjang, sehingga dapat diketahui laju dan pola emisi CO 2 dari permukaan tanah pada kondisi musim kemarau dan musim hujan. Pengukuran iklim mikro tanah dengan intensitas kedalaman yang berbedabeda dapat dilakukan untuk melihat profil tanah setiap kedalamannya. Pengukuran kondisi tanah lebih lanjut meliputi: bulk density, C:N, aktifitas mikroorganisme dan kondisi fisik serta kimia tanah lainnya perlu dilakukan untuk melihat korelasinya terhadap laju emisi CO 2 pada permukaan tanah. DAFTAR PUSTAKA Adachi M et al Required Contoh Size for estimating Soil respiration Rates in Large Areas of Two Tropical Forest and of Two Types of Plantation in Malaysia [abstrak]. Di dalam : forest Ecology and Management. Volume 210, Issues 1-3, 16 May 2005, Pages Adachi M et al Differences in Soil respiration between Different Tropical Ecosystems. [abstrak]. Di dalam : Applied Soil Ecology. Volume 34, Issues 2-3, December 2006, Pages Hanafiah K A Dasar-Dasar Ilmu tanah. Raja Grafindo Persada, Jakarta. ion=com_content&task=view&id=3629 &Itemid=1504 (4 mei 2008). 20INDOENGLISH/tn_lorelindu.htm (4 mei 2008). Ibrom A et al Large Net CO 2 Uptake by a Tropical Upland Rain Forest in Central Sulawesi, Indonesia x / (4 mei 2008). Ishizuka S, Murdiarso M, Tsurata H An Intensive Study on CO 2, CH 4, and NO 2 Emissions from Soils at Four Land-Use in Sumatra, Indonesia. Global Biogeochemical cycles, Vol. 16, No. 3, 1049,doi: /2001GB001614,2002 Jyasjono B Klimatologi. Bandung: ITB Press. Kaur K, Jalouta KR, Midmore David Impact of temperature and defoliation (simulated grazing) on soil respiration of pasture grass (Cenchrus ciliaris L.) in a controlled experiment. Journal of Agricultural, food, and environment sciences, Volume 1, Issue 1, 2007 Lessard R et al Methane and carbon dioxide fluxes from poorly drained adjacent cultivated and forest sites. Canadian Journal of Soil Science [CAN. J. SOIL SCI./REV. CAN. SCI. SOL]. Vol. 74, no. 2, pp ecid= &q=lessard+r ca nadian+journal+of+soil+science+74%3 A &uid= &setcookie=y es (4 mei 2008). Ma Siyan et al Soil Respiration and Carbon Sequestration of an Oak-grass Savanna in California: Roles of temperature, soil moisture, rain events and photosynthesis. SSION/2002%20Final%20Reports/ Baldocchi_FINALkms.pdf (4mei 2008). Moren A.S dan Lindroth A Carbon Dioxide Exchange at The Forest Floor in a Boreal Black Spruce Ecosystem. Agricultural and Forest meteorology. ob=articleurl&_udi=b6v8w43495g S1&_user=10&_coverDate=06%2F25 %2F2001&_alid= &_rdoc=1 &_fmt=summary&_orig=search&_cdi= 5881&_sort=d&_docanchor=&view=c &_ct=2&_acct=c &_version =1&_urlVersion=0&_userid=10&md5= 5b0ed9cba1c05edb95ab4227c397a182 (4 mei 2008). Raich J.W dan Schlesinger The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate. Tellus 44b: ellb r (4 mei 2008). 14