PERAN MODEL ARSITEKTUR RAUH DAN NOZERAN TERHADAP PARAMETER KONSERVASI TANAH DAN AIR DI HUTAN PAGERWOJO, TULUNGAGUNG NURHIDAYAH

PERAN MODEL ARSITEKTUR RAUH DAN NOZERAN TERHADAP PARAMETER KONSERVASI TANAH DAN AIR DI HUTAN PAGERWOJO, TULUNGAGUNG NURHIDAYAH SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Peran Model Arsitektur Rauh dan Nozeran terhadap Parameter Konservasi Tanah dan Air di Hutan Pagerwojo, Tulungagung adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. 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, 2009 Agustus Nurhidayah G353070181

ABSTRACT NURHIDAYAH. The Role of Rauh and Nozeran Architecture Model to The Parameters of Soil and Water Consevation at Pagerwojo Forest Tulungagung, supervised by DEDE SETIADI and I. MUHADIONO. Tree architecture model have many effects to the function and role of trees in community of the whole ecosystem. One aspect which is connected to the main rule of trees was transformation mechanism of rainfall. Architecture model of tree influence stem flow and throughfall and then would determine run off and soil erotion to Rauh and Nozeran tree architecture model in Pagerwojo Forest, Tulungagung. From the observation, Rauh tree architecture model have 28.001 mm stem flow, 412.62 mm throughfall, 11.222 mm/cm 2 /minute infiltration, 64.168 kg soil erotion from total 609.1 mm rainfalls. Nozeran tree architecture model had 3.939 mm stemflow, 494.855 mm throughfall, 18 mm/cm 2 /minute infiltration, 6.957 m 3 run off, 28.567 kg soil erotion from total 609.1 mm rainfall. Relationship pattern between rainfall and stem flow, throughfall and run off to Rauh dan Nozeran model were positive. From correlation of biplot analysis it was the rainfall is near to the variable of stemflow, throughfall and run off. However, throughfall is the nearest tendency with rainfall. While the infiltration value to both models were negative relationship to the rainfall. Therefore, the correlation between soil erotion and run off was nearest to both models. The difference of both models the Nozeran tree architecture model is better for soil and wáter conservation, due to stemflow value of Nozeran model is lower than Rauh model, and the infiltration value of Nozeran is higher than Rauh model while the run off and erotion of Nozeran is lower than Rauh model. Keywords: tree architecture model, Rauh dan Nozeran, soil and wáter conservation.

RINGKASAN NURHIDAYAH. Peran Model Arsitektur Rauh dan Nozeran terhadap Parameter Konservasi Tanah dan Air di Hutan Pagerwojo, Tulungagung. Dibimbing oleh DEDE SETIADI dan I. MUHADIONO. Setiap model arsitektur pohon memiliki ciri khas dalam rangkaian proses pertumbuhan yang diwariskan secara genetik kepada keturunannya. Variasi model arsitektur pohon akan memberikan dampak bagi fungsi dan peran pohon tersebut dalam komunitas maupun dalam ekosistem secara keseluruhan. Salahsatu aspek yang terkait dengan peran penting pohon adalah mekanisme tranformasi air hujan yang berlangsung pada setiap pohon pada kawasan tersebut. Model arsitektur suatu pohon mempengaruhi besar aliran batang (stemflow) dan curahan tajuk (throughfall). Aliran batang dan curahan tajuk kemudian menghasilkan aliran permukaan, selanjutnya aliran permukaan mempengaruhi besar laju erosi. Besar presentase air hujan yang ditranformasikan ke permukaan tanah melalui aliran batang dan curahan tajuk ditentukan oleh ciri morfologi pohon secara keseluruhan. Perbedaan model arsitektur pohon menyebabkan variasi persentase curah hujan yang ditranformasikan menjadi aliran batang, curahan tajuk atau intersepsi selama hujan berlangsung atau dalam siklus hidrologi. Dalam mendukung upaya konservasi tanah dan air maka diperlukan penelitian untuk mengetahui keterkaitan model arsitektur pohon dengan konservasi tanah dan air untuk mendapat informasi memilih jenis tanaman yang di tanam pada lahan hutan, sehingga dapat mendukung usaha konservasi tanah dan air. Penelitian bertujuan untuk mengetahui besar aliran batang, curahan tajuk, infiltrasi, aliran permukaan dan erosi pada model arsitektur Rauh (Pinus merkusii) dan Nozeran (Theobroma cacao L) di Hutan Pagerwojo, Kabupaten Tulungagung. Penelitian dilakukan pada areal hutan pinus dan kebun kakao yang ditanam pada jenis tanah latosol, dengan kemiringan 30-35 0. Tanah di bawah pohon dibersihkan dari vegetasi bawah. Parameter yang diukur adalah aliran batang, curahan tajuk, infiltrasi, aliran permukaan dan erosi tanah. Pengukuran beberapa parameter dilakukan secara bersamaan setelah hujan selesai. Banyak pohon yang diukur untuk aliran batang dan curahan tajuk adalah 3 pohon (ulangan) untuk tiap model.laju infiltrasi tanah menggunakan paralon berukuran diameter 8 cm dan tinggi 50 cm. Pengamatan aliran permukaan dan erosi tanah dilakukan pada petak ukur berukuran 5x10m. Setiap model menggunakan 2 petak ukur (ulangan). Curah hujan diukur dengan alat penakar hujan (ombrometer) yang diletakkan di tempat terbuka. Untuk mengetahui hubungan antara masing-masing model arsitektur pohon dengan besarnya aliran batang dan curahan tajuk dilakukan analisis regresi linier sederhana. Selanjutnya dilakukan analisis Biplot untuk mengetahui pola hubungan antara masing-masing peubah serta untuk melihat hubungan relatif antara peubah dengan obyek pengamatan. Pinus merkusii memiliki arsitektur model Rauh, sedangkan Theobroma cacao L memiliki arsitektur model Nozeran. Model Rauh memiliki karakteristik tinggi pohon, tinggi bebas cabang, kedalaman tajuk, dan diameter batang yang lebih besar daripada model Nozeran. Model Nozeran memiliki sifat percabangan plagiotropik (horizontal), sedangkan percabangan model Rauh yang bersifat orthotropik (vertikal). Model Nozeran memiliki diameter tajuk dan luas tajuk

lebih besar daripada model Rauh. Karakter kulit batang kedua pohon ini juga berbeda. Kulit batang pada Pinus merkusii kasar dan beralur dalam dan Theobroma cacao L memiliki permukaan kulit halus. Sudut percabangan pada model Rauh lebih kecil daripada model Nozeran.Hal ini menyebabkan air yang mengalir dari tajuk melewati batang lebih banyak, sehingga aliran batang pada model Rauh lebih besar daripada Nozeran. Di lihat dari ukuran diameter batang Pinus merkusii memiliki ukuran lebih besar daripada diameter batang pada Theobroma cacao L. Perbedaan sudut percabangan, karakter kulit batang dan diameter batang ini berpengaruh terhadap besar aliran batang. Curah hujan yang dicatat selama penelitian sebanyak 30 kali kejadian hujan. Curah hujan bervariasi dari yang terendah 4.6 mm sampai yang tertingg 33.5 mm dengan total curah hujan 609.1 mm. Arsitektur model Rauh memiliki aliran batang (28.00 mm) lebih besar daripada model Nozeran (3.94 mm), curahan tajuk pada model Rauh lebih kecil (412.62 mm) daripada model Nozeran (494.86 mm), infiltrasi pada model Rauh (11.22 mm/cm 2 /menit) lebih kecil daripada model Nozeran (18 mm/cm 2 /menit), aliran permukaan pada model Rauh (10.57 m 3 ) lebih besar daripada model Nozeran (6.96 m 3 ), erosi tanah pada model Rauh (64.17 kg) lebih besar daripada model Nozeran (28.57 kg ) dari total curah hujan 609.1 mm. Arsitektur pohon model Nozeran lebih baik untuk konservasi tanah dan air daripada model Rauh karena memiliki nilai aliran batang yang lebih kecil, infiltrasi lebih tinggi, aliran permukaan dan erosi tanah lebih kecil. Pola hubungan antara curah hujan dengan aliran batang, curahan tajuk, dan aliran permukaan pada arsitektur model Rauh dan Nozeran bersifat positip. Parameter yang paling paling dekat dengan curah hujan adalah curahan tajuk. Sedang infiltrasi pada kedua model yaitu Rauh dan Nozeran di lokasi penelitian memiliki pola hubungan dengan curah hujan yang bersifat negatif. Pada kedua model arsitektur yaitu Rauh dan Nozeran, korelasi erosi tanah dengan aliran permukaan lebih dekat jika dibandingkan dengan parameter lain. Kata kunci: model arsitektur pohon, Rauh, Nozeran,konservasi tanah dan air.

@ Hak Cipta milik IPB, tahun 2009 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 ilmiah, 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

PERAN MODEL ARSITEKTUR RAUH DAN NOZERAN TERHADAP PARAMETER KONSERVASI TANAH DAN AIR DI HUTAN PAGERWOJO, TULUNGAGUNG NURHIDAYAH Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar magister sains pada Mayor Biologi Tumbuhan SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

Penguji Luar Komisi Ujian Tesis: Dr. Ir. Sulistijorini, M.Si.

Judul Tesis Nama NRP : Peran Model Arsitektur Rauh dan Nozeran terhadap Parameter Konservasi Tanah dan Air di Hutan Pagerwojo, Tulungagung : Nurhidayah : G353070181 Disetujui Komisi Pembimbing Prof. Dr. Ir. Dede Setiadi, M.S. Ketua Dr. Ir. I. Muhadiono, M.Sc. Anggota Diketahui Koordinator Mayor Tumbuhan Pascasarjana Dekan Sekolah Dr. Ir. Miftahudin, M.Si. Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S. Tanggal ujian: 17 juli 2009 Tanggal Lulus:

PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunianya sehingga karya ilmiah dengan judul Peran Model Arsitektur Rauh dan Nozeran Terhadap Parameter Konservasi Tanah dan Air di Hutan Pagerwojo, Tulungagung berhasil diselesaikan. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Dede Setiadi, M.S. dan Bapak Dr. Ir. I.Muhadiono, M.Sc. selaku pembimbing yang telah banyak memberi bimbingan dan saran. Disamping itu, penulis sampaikan terima kasih kepada bapak Paulus yang telah membantu selama pengambilan data. Penghargaan dan ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada suami, putraputri, ibu, ayah, mertua atas segala kesabaran, doa dan kasih sayangnya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat. Bogor, Agustus 2009 Nurhidayah

RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Tulungagung pada tanggal 15 Juli 1970 sebagai anak pertama dari tiga bersaudara dari pasangan bapak Katidjo dan ibu Markomah. Tahun 2000 penulis lulus dari program sarjana Biologi, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Muhammadiyah Malang. Tahun 1991 penulis menikah dengan Suwono dikaruniai dua orang putri dan satu orang putra, Nisa qurrata A yun, Nahla Nurushshafa, dan Abdillah Akmal Firdaus. Kesempatan untuk melanjutkan ke program pascasarjana Institut Pertanian Bogor pada tahun 2007. Beasiswa pendidikan pascasarjana diperoleh dari Departemen Agama Republik Indonesia. Penulis memilih mayor Botani, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Penulis bekerja sebagai guru Biologi sejak tahun 2001, ditempatkan di tempatkan di MAN Rejotangan, Tulungagung.

DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN BAB I PENDAHULUAN DAFTAR ISI 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Tujuan Penelitian... 4 1.3 Manfaat Penelitian... 4 1.4 Hipotesis Penelitian... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Model Arsitektur Pohon... 5 2.2 Model Arsitektur Pohon Pinus merkusii... 6 2.3 Model Arsitektur Pohon Theobroma cacao L... 7 2.4 Curah Hujan... 8 2.5 Aliran Batang, Curahan Tajuk, Intersepsi, Infiltrasi,Aliran Permukaan... 9 2.6 Erosi dan Faktor Yang Mempengaruhinya... 10 2.8 Pengaruh Vegetasi terhadap Erosi... 12 III BAHAN DAN METODE 3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian... 14 3.2 Bahan dan Metode Penelitan... 14 3.2 Analisis Data... 16 IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Karakteristik Pohon... 18 4.2 Curah Hujan... 19 4.3 Aliran Batang... 19 4.4 Curahan Tajuk... 21 4.5 Infiltrasi... 24 4.6 Pola Hubungan Curah Hujan dengan Aliran batang (Sf), Curahan Tajuk (Tf), Infiltrasi, Aliran Permukaan dan Erosi... 26 V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan... 28 5.2 Saran.... 28 VI DAFTAR PUSTAKA...29

DAFTAR TABEL Tabel Hal. 1 Karakteristik pohon pada Pinus (Pinus merkusi) dan Kakao (Theobroma cacao L.)di lokasi penelitian Hutan Pagerwojo, Tulungagung... 18 2 Aliran batang pada arsitektur model Rauh dan Nozeran... 19 3 Curahan tajuk pada arsitektur model Rauh dan Nozeran... 21 4 Infiltrasi pada arsitektur model Rauh dan Nozeran... 24 5 Aliran permukaan dan erosi tanah pada model Rauh dan Nozeran... 27

DAFTAR GAMBAR Gambar Hal. 1 Arsitektur pohon model Rauh...7 2 Arsitektur pohon model Nozeran....8 3 Grafik linier antara curah hujan (Pg) dengan aliran batang pada arsitektur model Rauh....21 4 Grafik linier antara curah hujan (Pg) dengan curahan tajuk pada arsitektur model Rauh....23 5 Grafik linier antara curah hujan (Pg) dengan curahan tajuk pada arsitektur model Nozeran....23 6 Diagram Biplot model Rauh yang menunjukkan parameter konservasi tanah dan air, erosi serta korelasinya. 25 7 Diagram Biplot model Nozeran yang menunjukkan parameter konservasi tanah dan air, erosi serta korelasinya.26

DAFTAR LAMPIRAN Hal. 1 Lokasi Tegakan Pinus merkusii... 31 2 Lokasi Tegakan Theobroma cacao L... 31 3 Pengukuran Aliran batang... 32 4 Pengukuran Curahan Tajuk... 32 5 Pengukuran Infiltrasi... 33 6 Ombrometer... 33 7 Pengukuran Aliran Permukaan dan Erosi... 34 8 Drum penampung aliran permukaan dan erosi tanah... 34 9 Penutup drum penampung aliran permukaan dan erosi tanah... 35 10 Penyaringan tanah ter-erosi... 35 11 Komponen curah hujan (Pg) pada tegakan Pinus ( Pinus merkusii) di Hutan Pagerwojo, Tulungagung... 36 12 Komponen curah hujan (Pg) pada tegakan Kakao (Theobroma cacao L) di HutanPagerwojo, Tulungagung... 37 13 Nilai infiltrasi pada tegakan Pinus ( Pinus merkusii) di Hutan Pagerwojo,Tulungagung... 38 14 Nilai infiltrasi pada tegakan Kakao (Theobroma cacao L) di Hutan Pagerwojo,Tulungagung... 39 15 Jumlah aliran permukaan dan erosi tanah di bawah tegakan Pinus ( Pinus merkusii) di Hutan Pagerwojo, Tulungagung... 40 16 Jumlah aliran permukaan dan erosi tanah di bawah tegakan Kakao (Theobromacacao L) di Hutan Pagerwojo, Tulungagung... 41 17 Data Curah hujan, Aliran batang (Sf),curahan tajuk (Tf),Infiltrasi, Aliran permukaan dan Erosi di bawah tegakan Pinus (Pinus merkusii)... 42 18 Data Curah hujan, Aliran batang (Sf),curahan tajuk (Tf),Infiltrasi, Aliran permukaan dan Erosi di bawah tegakan Kakao (Theobroma cacao L)... 43 19 Sidik ragam hubungan curah hujan (Pg) dengan aliran batang pada model Rauh.... 44 20 Sidik ragam hubungan curah hujan (Pg) dengan aliran batang pada model Nozeran... 44

21 Sidik ragam hubungan curah hujan (Pg) dengan curahan tajuk pada model Rauh... 44 22 Sidik ragam hubungan curah hujan (Pg) dengan curahan tajuk pada model Nozeran... 45 23 Sidik ragam hubungan curah hujan (Pg) dengan infiltrasi pada model Rauh... 45 24 Sidik ragam hubungan curah hujan (Pg) dengan infiltrasi pada model Nozeran... 45 25 Sifat fisik tanah pada plot penelitian di Hutan Pagerwojo, Tulungagung...46 26 Kunci determinasi model arsitektur pohon... 47

1 I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Bencana alam mengenai tanah longsor yang terjadi setiap tahun pada akhir-akhir ini, disebabkan oleh adanya faktor pencetus, antara lain: karena struktur geologi tanah, hilangnya pohon akibat penebangan. Kejadian longsor sangat meningkat, baik jumlah kejadian longsor maupun volume tanah yang longsor. Kejadian bencana ini juga banyak terjadi pada kawasan hutan yang ada di Indonesia. Banjir adalah akibat dari tidak ada daur air yang efektif, cenderung muncul bersamaan dengan lahan terbuka, permukaan tanah menjadi padat, hilang bahan-bahan organik penutup tanah. Hal tersebut mengakibatkan run-off semakin meningkat di lahan miring, membawa lumpur mengikis permukaan tanah sehingga terjadi erosi. Erosi tanah merupakan salah satu masalah ekologi yang berkaitan dengan konservasi tanah dan air karena mengakibatkan kesuburan tanah yang terus menurun, keseimbangan hidrologi terganggu, sumber air mengering dan ketersediaan air berkurang ( Hardianto et al. 2007). Dua faktor penting yang mempengaruhi konservasi tanah dan air adalah curah hujan dan aliran permukaan. Air hujan jatuh ke daerah bervegetasi terbagi menjadi dua bagian, yaitu bagian jatuh mengenai dan ditahan tajuk dan batang (air intersepsi), dan sebagian langsung jatuh ke permukaan tanah, disebut lolosan tajuk (throughfall). Intersepsi hujan oleh vegetasi mempengaruhi erosi melalui dua cara yaitu mengurangi jumlah air yang sampai ke tanah sehingga mengurangi aliran permukaan, dan mengurangi kekuatan perusak butir hujan yang jatuh menimpa tanah. Kemampuan vegetasi untuk menahan air sebagai air intersepsi ditunjukkan oleh jumlah air hujan yang diintersepsi (simpanan intersepsi), besarnya tergantung jenis tanaman dan curah hujan. Vegetasi merupakan lapisan pelindung atau penyangga antara atmosfir dan tanah. Vegetasi penutup tanah yang baik seperti rumput tebal atau hutan yang lebat akan menghilangkan pengaruh hujan dan topografi terhadap erosi. Vegetasi mempengaruhi siklus hidrologi melalui pengaruh terhadap air hujan yang jatuh dari atmosfir ke permukaan bumi, ke tanah dan batuan di bawahnya. Oleh karena itu ia mempengaruhi volume air yang masuk ke sungai dan danau, ke dalam tanah dan cadangan air bawah tanah.

2 Vegetasi di atas permukaan tanah, seperti daun dan batang, menyerap energi perusak hujan, sehingga mengurangi dampak terhadap tanah, sedang bagian vegetasi yang ada di dalam tanah terdiri atas sistem perakaran meningkatkan kekuatan mekanik tanah (Arsyad 2006). Teknik konservasi tanah dan air dapat dilakukan secara vegetatif dalam bentuk pengelolaan tanaman berupa pohon atau semak, baik tanaman tahunan maupun tanaman setahun dan rumput-rumputan. Teknologi ini sering dipadukan dengan tindakan pengelolaan konservasi tanah dan air (Sinukaban 2003). Pengaruh vegetasi terhadap aliran permukaan dan erosi dibagi ke dalam (1) intersepsi air hujan,(2) mengurangi kecepatan aliran permukaan dan kekuatan perusak hujan dan aliran permukaan, (3) pengaruh akar, bahan organik sisa tumbuhan yang jatuh dipermukaan tanah,dan kegiatan biologi yang berhubungan dengan pertumbuhan vegetatif dan pengaruhnya terhadap stabilitas struktur porositas tanah, dan (4) transpirasi yang mengakibatkan berkurang kandungan air tanah(arsyad 2006). Dalam konservasi tanah dan air, pemilihan jenis pohon yang digunakan untuk mendukung usaha konservasi tanah dan air harus diperhatikan. Setiap jenis arsitektur pohon memiliki ciri khas dalam rangkaian proses pertumbuhan yang diwariskan secara genetik kepada keturunannya. Oleh karena sifat yang konsisten, maka model arsitektur pohon pada setiap jenis pohon dapat dijadikan data tambahan dalam membedakan dengan jenis yang lain. Variasi model arsitektur pohon memberi dampak bagi fungsi dan peran pohon tersebut dalam komunitas maupun dalam ekosistem secara keseluruhan. Salahsatu aspek yang terkait dengan peran penting pohon adalah mekanisme tranformasi air hujan yang berlangsung pada setiap pohon pada kawasan tersebut. Model arsitektur suatu pohon mempengaruhi besar aliran batang (stemflow) dan curahan tajuk (throughfall). Aliran batang dan curahan tajuk kemudian menghasilkan aliran permukaan. Selanjutnya aliran permukaan mempengaruhi besar laju erosi. Besar presentase air hujan yang ditranformasikan ke permukaan tanah melalui aliran batang dan curahan tajuk ditentukan oleh ciri morfologi pohon secara keseluruhan. Perbedaan model arsitektur pohon memberi dampak bagi variasi persentase curah hujan yang ditranformasikan menjadi aliran

3 batang, curahan tajuk atau intersepsi selama hujan berlangsung atau dalam siklus hidrologi. Felizar (1976) mempelajari hubungan antara jenis pohon dengan besarnya aliran batang Arenga pinnata, Pentacme concorta, dan Parashorea alicata.. Aliran batang Arenga pinnata dengan arsitektur pohon model Corner 3 kali lebih besar dibandingkan dengan kedua jenis lain dengan arsitektur model rauh. Hasil penelitian yang dilakukan Atthorik (2000), menunjukkan aliran batang pada model Rauh (daun lebar) paling kecil dibanding dengan model Rauh (daun jarum) dan model Massart. Curahan tajuk pada model Rauh daun jarum paling kecil dibanding dengan model Rauh daun lebar dan model Massart. Aliran permukaan pada model Rauh daun jarum paling kecil dibanding dengan model Rauh daun lebar dan model Massart. Erosi tanah pada model Rauh daun jarum paling kecil dibanding dengan model Rauh daun lebar dan model Massart. Oleh karena itu di dalam kegiatan reboisasi perlu mempertimbangkan aspek arsitektur pohon dalam pemilihan jenis pohon yang di tanam di samping manfaat ekonomi (tanaman industri). Seperti dikemukakan Setiadi (1998) bahwa, di dalam sistem agroforestry kebun campur, pemilihan jenis pohon yang ditanam pada saat ini lebih banyak berdasarkan pada fungsi dan manfaat ekonomi sedang fungsi konservasi tanah dan air masih belum diperhatikan. Pemilihan obyek penelitian hutan Pinus dan kebun Kakao didasarkan pada:(1) Morfologi kedua jenis pohon memiliki model arsitektur berbeda.(2) Kedua jenis pohon memiliki manfaat ekonomi dan fungsi konservasi tanah dan air. Tanaman Pinus (Pinus merkusii) mempunyai manfaat sebagai bahan mentah untuk industri, antara lain untuk kertas, korek api, penghasil getah terpentin dan sebagai bahan bangunan, sedang Kakao (Theobroma cacao L) mempunyai arti ekonomi dan sosial cukup penting di Indonesia. Usaha pengembangan kakao di Indonesia di mulai awal abad 19 namun pengembangan secara besar- besaran baru dimulai awal 1980-an. Pengusahaan kakao telah menempatkan Indonesia sebagai negara penghasil kakao terbesar ke tiga di dunia setelah Ivory Coast dan Ghana dengan nilai ekspor tidak kurang dari U$600.000 per tahun. Pertumbuhan ekspor kakao Indonesia per tahun pun masih terus meningkat dengan laju 3.3%, di atas rata-rata laju ekspor dunia 1.7%.

4 Tanaman kakao memiliki nilai tambah yaitu dapat dijadikan tanaman yang bermanfaat untuk konservasi tanah khususnya merehabilitasi lahan kritis. Teknologi vegetatif (penghutanan) sering dipilih karena selain menurunkan erosi dan sedimentasi di sungai juga memiliki nilai ekonomi (tanaman produktif) serta memulihkan tata air suatu DAS (Hamilton et al.1997). Penelitian keterkaitan model arsitektur pohon dengan konservasi tanah dan air perlu dilakukan untuk mendapat informasi memilih jenis tanaman yang di tanam pada lahan hutan, sehingga dapat mendukung usaha konservasi tanah dan air. 1.2. Tujuan Penelitian Penelitian bertujuan untuk: (1) Mengetahui besar aliran batang, curahan tajuk, infiltrasi, aliran permukaan, dan erosi pada model arsitektur Rauh (Pinus merkusii) dan Nozeran (Theobroma cacao L) di Hutan Pagerwojo, Kabupaten Tulungagung, dan (2) mengkaji keterkaitan curah hujan dengan aliran batang, curahan tajuk, infiltrasi, aliran permukaan, dan erosi pada model Rauh (Pinus merkusii) dan Nozeran (Theobroma cacao L) di Hutan Pagerwojo, Kabupaten Tulungagung. 1.3. Manfaat Penelitian Hasil penelitian diharapkan memberi informasi peran model arsitektur pohon di daerah Pagerwojo, Kabupaten Tulungagung dalam mengurangi aliran permukaan dan erosi dalam mendukung usaha konservasi tanah dan air. 1.4. Hipotesis Penelitian Hipotesis penelitian yaitu: (1) Model arsitektur Rauh dan Nozeran memiliki perbedaan pengaruh terhadap besar aliran batang, curahan tajuk, infiltrasi, aliran permukaan dan erosi dibawahnya. (2) Hubungan Curah hujan dengan parameter aliran batang, curahan tajuk, infiltrasi, aliran permukaan dan erosi tanah memiliki kedekatan hubungan yang bervariasi.

5 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Model Arsitektur Pohon Model arsitektur pohon merupakan kontruksi bangunan suatu pohon sebagai hasil pola pertumbuhan meristematik yang dikontrol secara morfogenik. Elemen-elemen dari suatu arsitektur pohon terdiri dari pola pertumbuhan batang, percabangan dan pembentukan pucuk terminal. Pola pertumbuhan pohon dapat berupa ritmik dan kontinu. Pertumbuhan ritmik memiliki suatu periodisitas dalam proses pemanjangannya yang secara morfologi ditandai dengan adanya segmentasi pada batang atau cabang. Pertumbuhan kontinu tidak memiliki periodisitas dan tidak ada segmentasi pada batang atau cabangnya. Pola percabangan dapat dibedakan atas pola sylepsis (percabangan yang dibentuk dari meristem lateral dengan perkembangan kontinu) dan pola percabangan prolepsis (percabangan yang terbentuk secara diskontinu dengan beberapa peride istirahat dari meristem lateral). Pertumbuhan tunas pada jenis-jenis pohon juga dapat dibedakan menjadi dua yaitu orthotropik dan plagiotropik. Pertumbuhan tunas jenis orthotropik dicirikan oleh pucuk yang terbentuk berorientasi tumbuh vertikal dan sering tidak berbunga, sedangkan pada pertumbuhan tunas jenis plagiotropik yaitu pucuk yang terbentuk berorientasi tumbuh secara horizontal dan sering menghasilkan bunga (Halle et al 1978). Pengetahuan tentang model arsitektur pohon sangat penting untuk mengetahui peranannya dalam mengintersepsi curah hujan. Curah hujan yang turun akan ditahan oleh tajuk vegetasi, sebagian diuapkan ke atmosfer dan sebagian lagi jatuh ke lantai hutan sebagai curahan tajuk (throughfal) ( Manokaran 1979). Sedangkan bagian yang ditahan oleh permukaan daun akan mengalir malalui batang menuju tanah sebagai aliran batang ( stemflow). Kemudian curahan tajuk dan aliran batang mengalir di permukaan tanah membentuk aliran permukaan (surface run off) dan mengangkut partikel-partikel tanah (Tajang 1980). Model arsitektur pohon dapat dibedakan dalam 4 karakteristik utama: 1. Pohon tidak bercabang yaitu bagian vegetatif pohon hanya terdiri dari satu aksis dan di bangun oleh sebuah meristem soliter, contohnya model Holtum dan Corner.

6 2. Pohon bercabang dengan aksis vegetatif yang ekivalen dan orthotropik, contohnya model Tomlinson, Chamberlain, Leuwenberg dan Schoute. 3. Pohon bercabang dengan aksis vegetatif yang nonekivalen, contohnya model Prevost, Rauh, Cook, Kwan-Koriba, Fagerlind, Petit, Aubreville, Theoretical, Scarrone, Attim, Nozeran, Massart dan Rauh. 4. Pohon bercabang dengan aksis vegetatif campuran ada yang ekivalen dan nonekivalen, contohnya model Troll, Champagnat dan Mangenot (Halle & Oldeman 1975). 2.2. Model Arsitektur Pohon Pinus (Pinus merkusii) Pinus ( Pinus merkusii) merupakan salah satu contoh model Rauh dari golongan Coniferae. Arsitektur pohon model Rauh dibentuk oleh sebuah batang monopodial dan orthotropik dengan pertumbuhan ritmik dan membentuk percabangan yang orthotropik. Cabang-cabang ini secara genetik identik dengan batang (Gambar 1). Pembungaan biasanya lateral tanpa berpengaruh terhadap sistem pertumbuhan tunas. Model ini paling sering dijumpai pada tumbuhan berbiji. Penamaan model ini diberikan oleh W.Rauh yang telah mendiskripsikan arsitektur pohon-pohon temperate ( Halle et al. 1978). Pinus merupakan vegetasi perintis dan mendiami daerah ekologi yang luas mulai dari savana sampai habitat hutan.daerah penyebaran P. merkusii meliputi Burma sebelah timur, Indocina, Cina Selatan, Thailand bagian utara, Philipina dan Indonesia dengan pusat keanekaragaman terletak di Mexico, Amerika Serikat bagian timur dan daratan Asia Timur. Penyebaran vertikalnya pada ketinggian 50 2000 m dpl, dengan batas ketinggian 3000 4000 m dpl ( Soerianegara dan Lemmens 1994). Pinus yang sudah dewasa tajuknya berbentuk limas dan selalu bertajuk, tetapi setelah tua melebar seperti payung. Cabang-cabang sewaktu muda tumbuh menuju ke atas dan bekas cabang kelihatan sangat jelas sedang pada umur tua cabang-cabang tumbuh lebih mendatar dengan pucuk cabang ke atas dan bekas cabang kurang jelas. Pinus dapat mencapai tinggi 60-70 m dengan diameter batang 100 cm. Batang dengan warna kelabu tua, beralur dalam memanjang, bulat panjang serta lurus dan kadang-kadang bengkok. Pinus mempunyai kegunaan

7 yang besar sebagai bahan mentah untuk industri, antara lain untuk kertas, korek api, getah, terpentin, dan bahan bangunan. Jenis ini adalah satu-satunya jenis famili Pinaceae yang tumbuh secara alami di Indonesia dan merupakan jenis pinus di daerah tropik yang mempunyai penyebaran luas di Asia Tenggara ( Anonimus 1980 ). Gambar 1. Arsitektur pohon model Rauh 2.3. Model Arsitektur Pohon Kakao ( Theobroma cacao L.) Pohon Kakao (Theobroma cacao L) merupakan salahsatu contoh model Nozeran. Tanaman ini bersifat dwimorfisme, artinya memiliki 2 percabangan atau tunas vegetatif, yaitu tunas arthotrof yang tumbuh ke atas dan tunas plagiotrop yang tumbuh ke samping (Gambar 2). Tanaman Kakao mempunyai daun yang sederhana dan mempunyai sifat khas yaitu pada tangkai daun yang pendek terdapat 2 buah sendi (pulvinus). Pada batang dan cabang arthotrop rumus kedudukan daun 3/8, sedangkan pada cabang plagiotrop rumus kedudukan daun ½. Daun muda (growth flush) terbentuk pada waktu-waktu tertentu sebanyak 3-4 x dalam setahun. Flush berlangsung secara serentak, sedangkan waktunya bergantung pada iklim, kelembaban udara dan status air (Wachyar dan Iskandar 1988). Tanaman Kakao bersifat kauliflorus, bunga berkembang pada batang dan cabang-cabang. Tempat tumbuh bunga tersebut lama kelamaan menebal dan membesar disebut bantalan bunga (chusion). Bunga berwarna putih sampai ungu atau kemerahan.

8 Daerah penyebaran kakao secara geografis terletak antara 20 0 LU- 20 0 LS dan untuk penyebaran secara komersial terletak antara 10 0 LU-10 0 LS. Tanaman kakao dapat tumbuh dengan baik pada daerah-daerah dengan ketinggian sampai 1200 m dpl tetapi ketinggian yang optimum sampai dengan 600 m dpl.pada daerah-daerah tinggi menyebabkan pertumbuhan lambat dan pembungaan berkurang. Syarat penting yang umum dibutuhkan tanaman tahunan agar tumbuh dan berkembang dengan baik adalah faktor iklim dan media tumbuh yang baik. Iklim mempunyai peranan yang penting dalam pertumbuhan dan perkembangan Kakao, terutama faktor suhu dan curah hujan. Tanaman Kakao tumbuh dengan baik pada suhu antara 18-32 0 C dengan suhu rata-rata tahunan 25 0 C (Wahyar dan Iskandar 1988).. Gambar 2. Arsitektur pohon model Nozeran 2.4. Curah Hujan Dalam usaha konservasi tanah dan air, karakteristik hujan yang perlu diketahui adalah tebal hujan, intensitas hujan dan distribusinya. Tebal hujan adalah jumlah curah hujan yang dinyatakan dalam millimeter yang biasanya diukur setiap hari dan disebut hujan harian, sedang tebal hujan dalam sebulan disebut hujan bulanan dan dalam setahun disebut hujan tahunan. Intensitas hujan adalah tebal hujan persatuan waktu ( ml/15 menit, ml/ 30 menit dan seterusnya) yang diukur dengan menggunakan pencatat hujan otomatis. Distribusi air hujan yang jatuh ke daerah yang bervegetasi dibagi dalam 2 bagian, yaitu (a) bagian yang jatuh mengenai dan di tahan tajuk dan batang

9 vegetasi, disebut air intersepsi, dan (b) sebagian lagi langsung jatuh sampai ke permukaan tanah, disebut lolosan tajuk (throughfall). 2.5. Aliran Batang, Curahan Tajuk, Intersepsi, Infiltrasi, Aliran Permukaan Aliran Batang Aliran batang (stemflow) adalah bagian dari curah hujan yang ditahan oleh tajuk vegetasi, lalu mengalir melalui batang dan sampai ke permukaan tanah. Aliran batang merupakan salah satu peubah yang penting dalam studi ekologi dan kelembaban tanah berhutan (Fellizar 1976). Selanjutnya menurut Lull (1964) selain faktor tersebut aliran batang juga dipengaruhi oleh bentuk batang, curah hujan dan bentuk hujan yang telah diintersepsi atau tanpa intersepsi oleh tajuk. Curahan Tajuk Tajuk tumbuhan merubah sebaran sebaran ukuran butir tetesan hujan yang jatuh setelah menimpa tajuk tumbuhan. Butir-butir tetesan tajuk terdiri dari butirbutir kecil (diameter < 1 mm) yang merupakan pecahan dari butir hujan sewaktu hujan sewaktu hujan menimpa tajuk dan butir-butir besar (diameter > 5 mm) yang terbentuk oleh terkumpulnya air pada permukaan daun dan cabang (Arsyad 2006). Curahan tajuk merupakan bagian dari air hujan yang jatuh ke atas permukaan tanah melalui celah-celah tajuk dan atau berupa limpasan dari daun, ranting atau cabang pohon ( Lul 1964). Sedangkan menurut Manokaran (1979), curahan tajuk merupakan bagian dari curah hujan yang jatuh ke permukaan tanah setelah dicegat oleh tajuk vegetasi. Selain itu kondisi daun pada saat turun hujan juga mempengaruhi besarnya air tembus, artinya jika daun dalam keadaan basah, maka air tembusnya akan lebih besar jika dibandingkan dengan daun yang dalam keadaan kering. Aliran batang dan curahan tajuk ini merupakan curah hujan yang akan mencapai permukaan tanah. Tajuk hutan tropis mengintersepsi curah hujan dan air yang jatuh ditahan sementara (kemudian di evaporasi). Selanjutnya air jatuh ke lantai hutan sebagai curahan tajuk, dan aliran batang. Pengetahuan dari proses pendistribuan ini dibutuhkan untuk memprediksi efek hidrologi dari areal yang luas dari hutan tanaman pada daerah tropis yang lembab (Cameron 2007).

10 Intersepsi Intersepsi adalah bagian dari curah hujan yang tertahan oleh tajuk vegetasi sehingga tidak sampai ke permukaan tanah kemudian diuapkan kembali ke atmosfir ( Lutz & Chandler 1965). Menurut Manokaran (1979) di areal yang berhutan hujan yang jatuh akan di tahan oleh tajuk, sebagian jatuh ke lantai hutan dan sebagian lagi akan diuapkan ke atmosfir setelah di tahan lebih dulu oleh kulit batang dan permukaan daun. Secara kuantitatif intersepsi merupakan perbedaan antara curah hujan total dengan jumlah curahan tajuk dan aliran batang (Lee 1988). Jumlah air hujan yang di intersepsi oleh kanopi kemudian di evaporasi selama terjadi atau setelah hujan berhenti adalah sisa curah hujan yang sampai ke lantai hutan sebagai curahan tajuk dan aliran batang (Germer et al 2006). Intersepsi hujan dapat mengurangi erosi melalui dua cara yaitu, (a) mengurangi jumlah air yang sampai ke tanah sehingga mengurangi aliran permukaan, dan (b) mengurangi kekuatan perusak butir-butir hujan yang jatuh menimpa tanah. Kemampuan vegetasi untuk menahan air sebagai air intersepsi ditunjukkan oleh jumlah air hujan yang di intersepsi, yang besarnya tergantung pada jenis tanaman dan curah hujan ( Arsyad 2006 ). Infiltrasi Infiltrasi adalah peristiwa masuknya air ke dalam tanah yang umumnya melalui permukaan dan secara vertikal. Jika cukup air maka infiltrasi akan bergerak terus ke bawah yaitu ke dalam profil tanah. Laju infiltrasi adalah banyaknya air per satuan waktu yang masuk melalui permukaan tanah, dinyatakan dalam mm jam -1 atau cm jam -1 ( Arsyad 2006). Aliran Permukaan Aliran permukaan adalah bagian dari air hujan yang jatuh ke tanah karena tidak dapat di absorbsi oleh tanah dan tidak mengumpul di permukaan kemudian mengalir ke bawah melalui lereng dan akhirnya mengumpul di saluran atau sungai ( Tajang 1980 ). Di kawasan berhutan aliran permukaan berasal dari curah hujan yang tidak dapat diintersepsi oleh tajuk pohon kemudian mengalir ke permukaan tanah melalui aliran batang dan curahan tajuk. Aliran permukaan selanjutnya akan

11 mengangkut partikel-partikel tanah sehingga laju,kecepatan dan tingkat turbulensi dari aliran permukaan akan menentukan kemampuannya dalam menimbulkan erosi ( Arsyad 2006). 2.6. Erosi dan Faktor Yang Mempengaruhinya Erosi adalah suatu proses dimana tanah dihancurkan (detached) dan kemudian dipindahkan (transported) ke tempat lain oleh kekuatan air, angin, sungai atau gravitasi. Arsyad (2006) menjelaskan bahwa erosi adalah hilangnya atau terkikisnya tanah atau bagian-bagian tanah dari suatu tempat oleh air atau angin.kerusakan yang dialami pada tanah tempat erosi terjadi berupa kemunduran sifat-sifat kimia dan fisika tanah seperti kehilangan unsur hara dan bahan organic, dan meningkatnya kepadatan dan ketahanan penetrasi tanah, menurunnya kapasitas infiltrasi tanah serta kemampuan tanah menahan air. Erosi dapat terjadi karena sebab alami atau disebabkan oleh aktivitas manusia. Penyebab alami erosi antara lain adalah karakteristik hujan, kemiringan lereng, tanaman penutup dan kemampuan tanah untuk menyerap dam melepas air ke dalam lapisan tanah dangkal. Erosi yang disebabkan oleh aktivitas manusia umumnya disebabkan oleh adanya penggundulan hutan, kegiatan pertambangan, perkebunan dan perladangan. Legowo WD. (2002) menjelaskan empat faktor utama yang dianggap terlibat dalam proses erosi adalah iklim, sifat tanah, topografi dan vegetasi penutup lahan. Dampak dari erosi adalah menipisnya lapisan permukaan tanah bagian atas, yang akan menyebabkan menurunnya kemampuan lahan (degradasi). Akibat lain dari erosi adalah menurunnya kemampuan tanah untuk meresapkan air (infiltrasi).penurunan kemampuan lahan meresapkan air ke dalam lapisan tanah akan meningkatkan limpasan air permukaan yang akan mengakibatkan banjir di sungai. Selain itu butiran tanah yang terangkut oleh aliran permukaan pada akhirnya akan mengendap di sungai (sedimentasi) yang mengakibatkan pendangkalan sungai sehingga akan mempengaruhi kelancaran jalur pelayaran. Faktor yang mempengaruhi erosi adalah akibat interaksi kerja antara faktor iklim(i),topografi(r), sifat dan jenis tanah(t), vegetasi (v), dan manusia (m). Apabila dirumuskan hubungan hubungan tersebut adalah sebagai berikut : E = f

12 (i.r.v.t.m.). Faktor-faktor di dalam persamaan di atas, dalam batas-batas tertentu yang dapat diubah yaitu faktor-faktor topografi, sifat tanah, vegetasi, dan ada yang secara langsung tidak dapat di ubah yaitu faktor iklim, sedang faktor manusia tergantung pada perlakuan yang diterapkan dalam penggunaan tanah (Arsyad 2006). 2.7. Pengaruh Vegetasi terhadap Erosi Vegetasi merupakan lapisan pelindung atau penyangga antara atmosfir dan tanah. Suatu vegetasi penutup tanah yang baik seperti rumput yang tebal atau rimba yang lebat akan menghilangkan pengaruh hujan dan topografi terhadap erosi. Vegetasi mempengaruhi siklus hidrologi melalui pengaruhnya terhadap air hujan yang jatuh dari atmosfir ke permukaan bumi, ke tanah dan batuan di bawahnya. Oleh karena itu ia mempengaruhi volume air yang masuk ke sungai dan danau, ke dalam tanah dan cadangan air bawah tanah. Bagian vegetasi yang ada di atas permukaan tanah, seperti daun dan batang, menyerap energi perusak hujan, sehingga mengurangi dampaknya terhadap tanah, sedangkan bagian vegetasi yang ada di dalam tanah yang terdiri atas sistem perakaran, meningkatkan kekuatan mekanik tanah (Arsyad 2006). Garmer et al (2006) menyebutkan bahwa karakteristik vegetasi penting untuk memahami hidrologi dari semua hutan hujan tropis dengan kerapatan yang tinggi. Tajuk vegetasi dari permukaan bumi bertindak sebagai cadangan sementara untuk bagian dari curah hujan yang diterima. Kapasitas penyimpanan ini mendapat perhatian yang sangat pada hutan tropis basah pada siklus air regional (Elsenbeer et al 1994). Teknik konservasi tanah dan air dapat dilakukan secara vegetatif dalam bentuk pengelolaan tanaman berupa pohon atau semak, baik tanaman tahunan maupun tanaman setahun dan rumput-rumputan. Teknologi ini sering dipadukan dengan tindakan konservasi tanah dan air secara pengelolaan ( Sinukaban 2003). Pengaruh vegetasi terhadap aliran permukaan dan erosi dapat dibagi dalam (1) intersepsi air hujan,(2) mengurangi kecepatan aliran permukaan dan kekuatan perusak hujan dan aliran permukaan, (3) pengaruh akar, bahan organik sisa-sisa tumbuhan yang jatuh dipermukaan tanah,dan kegiatan kegiatan biologi yang berhubungan dengan pertumbuhan vegetatif dan pengaruhnya terhadap

13 stabilitas strukur porositas tanah, dan (4) transpirasi yang mengakibatkan berkurangnya kandungan air tanah (Arsyad 2006). Keefektifan vegetasi dalam mengendalikan aliran permukaan dan mengurangi erosi pada lanskap tertentu dipengaruhi oleh sifat-sifat vegetasi itu sendiri antara lain : (1) tinggi tajuk, (2) luas tajuk, ( 3) kerapatan vegetasi, (4) kerapatan perakaran vegetasi (Morgan 1979).

14 III. BAHAN DAN METODE 3.1. Lokasi Penelitian Lokasi Penelitian adalah Hutan Pagerwojo di Kecamatan Pagerwojo Kabupaten Tulungagung Propinsi Jawa Timur. Luas wilayah hutan 5.572.2 ha, terletak pada ketinggian 550-1250 dpl dengan jenis tanah Latosol, sedikit berbatu dan berhumus. Hutan ini ditanami oleh berbagai jenis pohon antara lain Pinus (Pinus merkusii), Mahoni (Swietenia macrophylla), Mindi (Melia azedirachta), Kakao ( Theobroma cacao L). Penelitian dilakukan pada musim hujan (mulai bulan Desember 2008 sampai Maret 2009). 3.2. Bahan dan Metode Penelitian Bahan penelitian dipergunakan areal hutan Pinus dan kebun Kakao yang ditanam dengan keadaan tanah dan lereng yang sama (Lampiran 1 dan 2). Plot penelitian ditentukan dengan memperhatikan faktor lingkungan yaitu kemiringan 30-35 0 dan jenis tanah latosol. Selanjutnya beberapa ciri-ciri pohon dicatat dan diidentifikasi model arsitektur pohon menggunakan kunci determinasi ( Halle et all 1978 ) dengan memperhatikan dan mengukur beberapa parameter yaitu: 1. Bentuk pertumbuhan batang 2. Bentuk dan susunan cabang pada batang. 3. Bentuk dan susunan cabang pada cabang lateral 4. Posisi organ seksual(perbungaan). 5. Tinggi batang bebas cabang. Selanjutnya tanah dibawah pohon dibersihkan dari vegetasi bawah. Parameter yang diukur sebagai berikut: 1. Aliran batang, ditampung dengan cara melingkarkan selang plastik pada sekeliling permukaan batang dengan salahsatu ujung diletakkan lebih rendah menuju jerigen penampungan (Lampiran 3). Banyak pohon yang diukur untuk aliran batang adalah 3 pohon untuk tiap model. Volume aliran batang (cm 3 ) yang tertampung dikonversi kedalam satuan tinggi kolom air (mm) dengan persamaan Sfi = Vi / Li cm = Vi /Li x 10 mm (Kaimuddin 1994)

15 Dimana, Sfi = tinggi aliran batang ke i ( mm ) Vi = volume aliran batang ke i ( cm 3 ) Li = Luas tajuk pohon ke i (cm 2 ) 2. Curahan tajuk ditampung dengan lembaran plastik yang diberi kerangka kayu dengan luas penampungan 1 x 1m, kemudian ditempatkan di bawah tajuk pohon (Lampiran 4). Banyak pohon ( ulangan) yang diukur untuk curahan tajuk adalah 3 pohon untuk tiap model. Volume curahan tajuk (cm 3 ) yang tertampung dikonversi ke dalam satuan tinggi kolom air (mm) dengan persamaan : Tfi = Vi / Li = Vi /Li x 10 mm (Kaimuddin 1994) Dimana : Tfi = Tinggi curahan tajuk ke i (mm) Vi = Volume curah hujan ke i (cm 3 ) Li = Luas penampungan ke i (cm 2 ) 3. Laju infiltrasi diukur dengan menggunakan paralon berukuran diameter 8 cm dan tinggi 50 cm (Lampiran 5). Data infiltrasi berupa laju infiltrasi air ke dalam tanah persatuan waktu (mm/cm 2 /menit). Laju infiltrasi diukur dengan menghitung laju penyerapan atau habisnya air dari dalam pipa infiltrasi kedalam tanah per satuan waktu ( Setiadi 1998). 4. Curah hujan harian diukur dengan penakar hujan (ombrometer) yang diletakkan ditempat terbuka (Lampiran 6). 5. Pengamatan aliran permukaan dan erosi untuk suatu kejadian hujan menggunakan metode petak ukur. Petak ukur berukuran 5 x 10 cm yang dibatasi terpal diletakkan memanjang dari atas ke bawah lereng. Jumlah petak ukur sebanyak 2 buah untuk tiap model. Kemudian dibagian ujung bawah petak ukur dibuat penampung aliran permukaan dan erosi dari drum.drum yang digunakan berukuran 100 liter sebanyak 2 buah. Drum 1 dipasang untuk menampung aliran permukaan dan erosi langsung dari petak ukur dan bagian atasnya diberi lubang pembagi sebanyak 11 buah. Lubang pembagi berfungsi untuk menghitung banyaknya air yang luber bila terjadi luapan. Masing-masing lubang berdiameter 1 cm, berkedudukan rata dan berjarak 2 cm satu sama lain. Drum II dipasang untuk menampung luapan yang terjadi pada salah satu lubang pembagi

16 dari drum I dengan menghubungkannya memakai selang plastik (Lampiran 7 dan 9). Sehingga jumlah total volume luapan adalah 11x volume drum II. Semua drum diberi penutup untuk menghindari masuknya air secara langsung dari atas. Kemiringan tanah yang digunakan adalah 30-35 0 diukur dengan Clinometer Suunto. Pengamatan curah hujan, aliran batang, curahan tajuk, infiltrasi, aliran permukaan dan erosi dilakukan selama 30 kali kejadian hujan. Banyak aliran permukaan yang tertampung pada setiap petak ukur adalah : Vap = V 1 + 11 V 2 ( Santosa 1985 ) Dimana : V ap = volume total aliran permukaan (ltr) V 1 = volume aliran permukaan pada drum I (ltr) V 2 = volume aliran permukaan pada drum II (ltr) Penentuan bobot tanah yang tererosi dilakukan dengan cara mengambil contoh air masing-masing 1 liter dari drum I dan II untuk tiap petak ukur dengan terlebih dahulu mengaduk seluruh isi drum sampai homogen. Kemudian contoh air disaring dengan kertas saring yang telah diketahui bobot keringnya (Lampiran 10). Kertas saring dan endapan dikeringkan dalam oven pada temperature 105 0 C sampai bobot konstan, kemudian di timbang. Bobot tanah yang tererosi adalah : W tc = W 1 + W 2 (Santosa 1985) Dimana : W tc = bobot tanah tererosi(g) W 1 dan W 2 = bobot tanah dalam drum 1 dan drum II (g) W 1 atau W 2 = V d / V s x ( W ksc W ks ) V s W ksc W ks = volume air yang tersaring (L) = bobot kertas saring beserta endapan (g) = bobot kertas saring (g) V d = volume air dalam drum ( L ) 3.3. Analisis Data Untuk mengetahui hubungan antara masing-masing model arsitektur pohon dengan besarnya aliran batang dan curahan tajuk dilakukan analisis regresi linier sederhana. Selanjutnya dianalisis dengan prosedur analisis Biplot yang

17 dikembangkan untuk mengetahui pola hubungan antara masing-masing peubah (apakah positif atau negatif) serta untuk melihat hubungan relatif antara peubah dengan obyek pengamatan ( Jollife 1986).

18 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Karakteristik Pohon. Hasil penelitian pada tegakan Pinus (Pinus merkusii) umur 13 tahun dan Kakao (Theobroma cacao L) umur 8 tahun di lokasi penelitian terdapat perbedaan karakteristik dan perbedaan nilai dari beberapa parameter konservasi tanah dan air (Tabel 1). Tabel 1. Karakteristik pohon dan nilai beberapa parameter konservasi tanah dan air di lokasi penelitian Hutan Pagerwojo, Tulungagung No Karakteristik pohon dan Jenis tanaman nilai parameter konservasi Pinus merkusii (13 th) Theobroma cacao L(8 th ) tanah dan air 1 Model arsitektur Rauh Nozeran 2 Pertumbuhan Batang Kontinu kontinu 3 Percabangan Orthotropik plagiotropik 4 Tinggi pohon (m) * 13.93 4.99 5 Tinggi bebas cabang (m) * 8.57 1.86 6 Sudut percabangan( 0 ) * 72 82.9 7 Ketinggian tajuk (m) * 5.36 3.13 8 Diameter tajuk (m) * 3.33 4.77 9 Luas tajuk (m 2 ) * 8.71 17.85 10 Diameter batang (cm) * 23.79 13.09 11 Luas bidang dasar (cm 2 ) * 451.71 134.61 12 Kulit batang Kasar, alur dalam Halus 13 Aliran batang (mm) ** 28.00 3.94 14 Curahan tajuk (mm) ** 412.62 494.86 15 Infiltrasi (mm/cm 2 /menit) ** 11.22 18 16 Aliran permukaan (m 3 ) ** 10.57 6.96 17 Erosi (kg) ** 64.17 28.57 *nilai rata-rata ** nilai total dari total curah hujan selama 30 kali kejadian hujan sebanyak 609.1. Tabel 1 menunjukkan bahwa Pinus merkusii memiliki arsitektur model Rauh, sedangkan Theobroma cacao L memiliki arsitektur model Nozeran.Model Rauh memiliki karakteristik tinggi pohon, tinggi bebas cabang, kedalaman tajuk,

19 dan diameter batang yang lebih besar daripada model Nozeran. Pola percabangan pada model Rauh bersifat Orthotropik (vertikal). Model Nozeran, memiliki diameter tajuk, luas tajuk, dan sudut percabangan lebih besar daripada model Rauh. Pola percabangan bersifat plagiotropik (horizontal). Tabel 1 ini juga menunjukkan bahwa karakter kulit batang kedua pohon ini juga berbeda. Kulit batang pada Pinus merkusii kasar dan beralur dalam dan Theobroma cacao L memiliki permukaan kulit halus. 4.2. Curah Hujan Curah hujan yang diamati sebanyak 30 kali kejadian hujan. Curah hujan bervariasi dari yang terendah 4.6 mm sampai yang tertingg 33.5 mm dengan total curah hujan 609.1 mm. Berdasarkan kategori hujan menunjukkan bahwa hujan sangat ringan (< 5 mm/ hari) terjadi sebanyak 1 kali, hujan ringan (5 20 mm/ hari) terjadi sebanyak 13 kali dan hujan > 20 mm/hari sebanyak 16 kali. Hasil pengamatan curah hujan selama penelitian di Hutan Pagerwojo dilampirkan pada Lampiran 11. Dari 30 kali kejadian hujan ini semua menghasilkan aliran batang dan curahan tajuk. 4.3. Aliran batang Hasil pengukuran aliran batang untuk masing-masing tegakan pohon selama pengamatan dilampirkan pada Lampiran 11 dan 12. Ringkasan hasil pengukuran disajikan pada Tabel 2. Tabel 2. Aliran batang pada arsitektur model Rauh dan Nozeran Model Arsitektur Pohon Curah Hujan(mm) Aliran Batang mm % Rauh 609.1 28.00 4.60 Nozeran 609.1 3.94 0.65 Tabel 2 menunjukkan bahwa aliran batang pada model Rauh sebesar 28.00 mm sedangkan pada model Nozeran sebesar 3.94 mm dari total curah hujan 609.1 mm. Tinggi aliran batang pada asitektur model Rauh berhubungan dengan pola percabangan orthotropik, karena cabang yang tumbuh vertikal berfungsi sebagai wadah penampung air hujan selanjutnya dialirkan ke batang. Sudut percabangan pada model Rauh lebih kecil daripada model Nozeran. Ukuran diameter batang

20 Pinus merkusii lebih besar daripada diameter batang pada Theobroma cacao L. Perbedaan sudut percabangan, karakter kulit batang, dan diameter batang pada kedua model berpengaruh terhadap perbedaan besar aliran batang. Sudut percabangan lebih kecil menyebabkan air yang mengalir dari tajuk melewati batang lebih banyak, sehingga aliran batang pada model Rauh lebih besar daripada Nozeran.Ukuran diameter yang lebih besar, kasar dan beralur membutuhkan waktu yang lebih lama untuk menjadi kering. Kondisi yang demikian jika terjadi hujan lagi dengan intensitas tinggi maka laju aliran batang akan cepat meningkat karena permukaan kulit sudah lebih dulu jenuh air dan bentuk yang beralur lebih efektif mengalirkan air. Kemudian bentuk permukaan kulit yang beralur merupakan kanal yang efektif mengalirkan air hujan. Hal ini menyebabkan aliran batang pada model Rauh lebih besar daripada Nozeran. Hal ini sesuai dengan Parker (1983) yang menyatakan bahwa jumlah aliran batang dipengaruhi oleh permukaan kulit batang, diameter batang dan sudut antara batang dan cabang. Aliran batang pada arsitektur model Nozeran lebih kecil, karena ukuran ketinggian tajuk lebih besar dan pola percabangan plagiotropik (horizontal). Percabangan yang horizontal ini menyebabkan air hujan banyak melewati tajuk pohon sehingga air yang melewati batang lebih sedikit. Selain itu diameter batang pada model Nozeran juga lebih kecil, sehingga air hujan yang mengalir melalui batang lebih sedikit dibanding dengan arsitektur model Rauh. Selanjutnya berdasarkan análisis data selama pengamatan, diperoleh persamaan regresi linier sederhana antara curah hujan dengan aliran batang tiap model arsitektur, yaitu: 1. Model Rauh : SF (mm) = - 0.357+0.064 Pg (mm), r=0.883, r 2 = 0.7789 2. Model Nozeran : SF (mm) = 0.043 + 0.004 Pg (mm), r=0.443, r 2 = 0.196 Hasil sidik ragam aliran batang kedua model (Lampiran 19 dan 20) dan nilai r persamaan regresi menunjukkan bahwa curah hujan dan aliran batang pada model Rauh memiliki hubungan linier yang nyata. Hal ini berarti nilai curah hujan mempengaruhi nilai aliran batang. Setiap penambahan curah hujan akan meningkatkan aliran batang. Nilai koefesien determinasi (r 2 ) yang dihasilkan relatif tinggi yaitu sebesar 0.7789 artinya 77.89 % dari nilai curah hujan dapat