25 BAB IV METODE PENELITIAN 4.1 Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian dilaksanakan pada bulan Februari hingga bulan April tahun 2011 di lahan gambut yang terletak di Kabupaten Humbang Hasundutan Provinsi Sumatera Utara. Analisis tanah dilakukan di Laboratorium Tanah Departemen Ilmu Tanah Sumberdaya Lingkungan IPB, analisis bahan bakar dilakukan di Laboratorium Kebakaran Hutan dan Lahan IPB, serta analisis karbon dilakukan di Laboratorium Terpadu IPB. 4.2 Alat dan Bahan Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah kompas, GPS (Global Positioning System) Garmin 60CSx, bor gambut, ring contoh, phi band, parang/golok, meteran, timbangan, timbangan analitik, kamera serta perlengkapan alat tulis. Sedangkan bahan yang digunakan adalah sampel tanaman, tanah gambut, tali rafia, kertas koran, ring sampel, alkohol 70%, kantong plastik (2 kg), kertas label, amplop, sealed plastic untuk menyimpan sampel, serta tally sheet. 4.3 Jenis Data Data-data yang digunakan dalam penelitian ini adalah : a. Data Primer : data yang diperoleh langsung dari kegiatan di lapangan yaitu jenis dan potensi vegetasi pada lahan gambut bekas terbakar, sifat fisik dan kimia tanah serta kandungan karbon. b. Data sekunder : kondisi umum lokasi penelitian meliputi luas dan lokasi, aksesibilitas, kondisi fisik, cuaca (suhu, kelembaban dan curah hujan), biotik wilayah, serta kejadian kebakaran. 4.4 Survey Lokasi Penelitian Survey pendahuluan lokasi penelitian dilakukan pada Bulan April 2010, yang bertujuan untuk menentukan lokasi pembuatan petak contoh dan
26 pengambilan sampel penelitian. Pada kegiatan tersebut dilakukan pengamatan terhadap kondisi vegetasi pada lahan gambut bekas terbakar. 4.5 Pengukuran Luas Lahan Penentuan luas lahan dilakukan dengan menggunakan GPS (Global Positioning System) dan pita meteran melalui perekaman titik deliniasi sesuai dengan bentuk bentang lahan yang ada di lapangan. 4.6 Pembuatan Petak Contoh Petak yang digunakan untuk penelitian adalah petak lahan gambut bekas pembakaran dan galian. Pembuatan petak ini sesuai dengan prosedur analisis vegetasi (Soerianegara dan Indrawan. 2008) yaitu dilakukan dengan metode jalur berpetak. Jalur yang dibuat sebanyak 5 jalur dengan jumlah plot sebanyak 45 plot. Pengukuran dilakukan pada petak ukuran 2 m x 2 m (Gambar 4). Pemilihan petak berukuran 2 m x 2 m dikarenakan pada lokasi penelitian didominasi oleh tumbuhan bawah. 20 m d c b a 20 m Arah Kompas Gambar 4. Desain petak penelitian Keterangan : a. Sub-petak ukuran 2 m x 2 m untuk analisis vegetasi tumbuhan bawah,serasah dan nekromasa b. Sub-petak ukuran 5 m x 5 m untuk analisis vegetasi tingkat pancang c. Sub-petak ukuran 10 m x 10 m untuk analisis vegetasi tingkat tiang d. Petak ukuran 20 m x 20 m
27 4.7. Penentuan Karbon Tersimpan Dalam Gambut Pada umumnya parameter yang diamati adalah: 1. Berat volume (Bulk density) [g cm -3 atau kg dm -3 atau t m -3 ] 2. Kandungan karbon [% berat] 3. Tingkat kematangan gambut 4. Ketebalan gambut 5. Luas lahan gambut 4.7.1 Berat Volume Berat volume (Db) adalah masa fase padat tanah (Ms), dibagi dengan volume total tanah (Vt). Volume total tanah adalah jumlah volume dari fase padat tanah dalam keadaan di lapangan. Nilai Db yang umum untuk tanah gambut berkisar antara 0.05-0.3 g cm -3, namun kadangkala bisa sampai <0.01 dan >0.4 g cm -3. Berbeda dengan tanah mineral, tanah gambut tidak membentuk bongkahan dan mudah terbakar. Dengan demikian penentuan berat volume dengan metode bongkahan (clod method) yang memerlukan keberadaan bongkahan dan proses pembakaran bongkahan, tidak dapat diberlakukan untuk tanah gambut. Db (berat volume) dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut (dimodifikasi dari Agus et al. 2007): Ms = Berat kering contoh tanah Vt = Volume contoh tanah Db = Berat volume (Bulk density) [g cm -3 atau kg dm -3 atau t m -3 ] 4.7.2 Kandungan Karbon Gambut Kandungan karbon gambut dapat ditentukan dengan salah satu dari beberapa metode yaitu, pengabuan kering (lost in ignition), Walkley and Black (pengabuan basah), atau C analyzer. Metode yang paling sederhana, namun memberikan angka yang cukup akurat adalah metode pengabuan kering. Dengan banyaknya serat setengah lapuk, pengabuan basah dikhawatirkan tidak merombak
28 semua bahan organik dalam analisisnya. Penggunaan auto analyzer merupakan metode langsung (mengukur carbon atau CO 2 ), namun dengan sangat sedikitnya (15-30 mg) contoh yang dianalisis maka pengambilan contoh yang paling mewakili merupakan bagian yang kritis metode ini. Kerapatan karbon (C density, Cd) yaitu berat karbon per satuan volume, dapat dihitung dengan persamaan (Agus et al. 2007): C d = D b x C Cd = Kerapatan karbon Db = Berat volume (Bulk density) [g cm -3 atau kg dm -3 atau t m -3 ] C = Kandungan karbon dalam persen Kisaran Db gambut adalah sekitar 0,02 kg dm -3 pada gambut mentah dan pada bagian gambut yang berongga (hollow) sampai 0,40 kg dm -3 pada gambut matang yang sudah mengalami pemadatan atau bercampur liat. Kisaran kandungan C gambut adalah 30-58%. 4.7.3 Kematangan Gambut Pengamatan kematangan gambut berguna untuk menaksir kesuburan dan kandungan C gambut. Gambut yang lebih matang biasanya lebih subur, walaupun banyak faktor lain yang menentukan kesuburan gambut, misalnya campuran liat dan abu. Gambut yang lebih matang juga mempunyai kerapatan karbon, Cd, lebih tinggi. Pengamatan kematangan gambut dapat dilakukan di lapangan atau di laboratorium berdasarkan kadar seratnya. Penetapan Kematangan Gambut di Lapangan 1) Segenggam gambut diambil lalu diperas di telapak tangan. 2) Kematangan gambut di kelompokkan dengan kriteria sebagai berikut:
29 Gambut saprik (matang) adalah gambut yang sudah melapuk lanjut dan bahan asalnya tidak dikenali, berwarna coklat tua sampai hitam, dan bila diremas kandungan seratnya yang tertinggal di telapak tangan < sepertiga jumlah semula. Gambut hemik (setengah matang) adalah gambut setengah matang, sebagian bahan asalnya masih bisa dikenali, berwarna coklat, dan bila diremas kandungan seratnya yang tertinggal di telapak tangan antara sepertiga dan dua pertiga jumlah semula. Gambut fibrik (mentah) adalah gambut yang belum melapuk, bahan asalnya masih bisa dikenali, berwarna coklat, dan bila diremas kandungan seratnya yang tertinggal di telapak tangan > dua pertiga jumlah semula. 4.7.4 Penentuan Ketebalan Gambut Pengambilan Contoh Gambut Bentuk contoh tanah gambut dilakukan dengan cara menggunakan bor gambut (contoh hampir tidak terganggu). Dengan menggunakan bor gambut contoh gambut dapat diambil dari permukaan sampai ke dasar (substratum) gambut tergantung jumlah batang besi penyambung (extension rod) yang dipunyai. Bahkan gambut yang berada dalam keadaan terendam airpun dapat diambil contohnya dengan menggunakan bor gambut. Contoh gambut yang diambil dengan bor gambut dapat digunakan untuk analisis berat volume (Db), kadar air (% volume), dan sifat kimia termasuk kandungan karbon (C). Pengambilan contoh gambut menggunakan bor gambut Bor gambut terdiri dari tangkai, tiang sambungan (extension rod) dan sampler. Sampler terdiri atas sayap penutup dan setengah tabung silinder yang mempunyai satu sisi yang tajam untuk memotong gambut. Bagian-bagian dari bor ini dapat dihubungkan dengan mudah satu sama lainnya dengan menggunakan dua buah kunci pas nomor 23. Bila bor diputar 180 o searah jarum jam maka sayap akan tetap pada posisinya sehingga menutup tabung silinder yang berisi contoh tanah gambut. Kedalaman contoh yang dapat diambil dengan bor ini adalah 50 cm. Diameter
30 tabung bor adalah 60 mm dan diameter contoh 52 mm, sehingga volume contoh yang diambil adalah 500 cm 3. Tangkai bor panjangnya 60 cm dan dibalut dengan karet sintetis insulasi arus listrik. 4.8 Analisis Data 4.8.1 Perhitungan Pendugaan Simpanan Karbon Atas Permukaan Karbon di atas permukaan tanah, meliputi: biomassa tumbuhan bawah, nekromsa, dan serasah.tumbuhan bawah yang diambil sebagai contoh adalah semua tumbuhan hidup termasuk herba dan rumput-rumputan. Total berat kering tumbuhan bawah per kuadran dengan rumus sebagai berikut (Hairiah K dan Rahayu S. 2007): BK = berat kering dan BB = berat basah Konsentrasi C dalam bahan organik biasanya sekitar 46%, oleh karena itu estimasi jumlah C tersimpan per komponen dapat dihitung dengan mengalikan total berat masanya dengan konsentrasi C, sebagai berikut (Hairiah dan Rahayu, 2007) : Estimasi C = Total BK x 0.46 Total BK = Biomasa Total (ton ha -1 ) 4.8.2 Perhitungan Pendugaan Simpanan Karbon Bawah Permukaan Parameter yang digunakan dalam perhitungan pendugaan simpanan karbon bawah permukaan adalah luas lahan gambut, kedalaman tanah gambut, bobot isi (Db) dan simpanan karbon (C-Organik) pada setiap jenis tanah gambut. Dengan diketahui parameter-parameter tersebut, maka simpanan karbon bawah permukaan dapat dihitung.
31 Persamaan yang digunakan (Murdiyarso et al. 2004) adalah : KC = B x A x D x C KC = Simpanan karbon dalam ton B = Bobot isi (Db) tanah gambut dalam g/cc atau ton/m 3 A = Luas tanah gambut dalam m 2 D = Ketebalan gambut dalam m C = Kadar karbon (C-Organik) dalam persen (%) 4.8.3 Perhitungan Jumlah Emisi CO 2 Jumlah emisi dari tanah gambut untuk selang waktu tertentu dapat dihitung berdasarkan perubahan karbon tersimpan pada tanah gambut. Simpanan karbon terbesar pada lahan gambut adalah pada gambut itu sendiri dan yang kedua adalah pada jaringan tanaman dan pada seresah. Masingmasing simpanan karbon tersebut dapat bertambah atau berkurang tergantung pada faktor alam dan campur tangan manusia. Dengan demikian jumlah emisi CO 2 pada selang waktu tertentu dapat diperkirakan dengan rumus (Agus et al. 2007) sebagai berikut: Ea = Emisi karena terbakarnya jaringan tanaman di atas permukaan tanah. Ea = C tanaman yang terbakar x 3,67 (Angka 3,67 adalah faktor konversi dari C menjadi CO 2 ). Ebb = Emisi karena kebakaran gambut. Ebb = volume gambut yang terbakar (m 3 ) x Cd (t C m -3 ) x 3,67 CO 2 /C. Ebo = Emisi dari dekomposisi gambut. Pendugaan berdasarkan penurunan permukaan gambut (subsiden) Sa = Sequestrasi atau penambatan karbon oleh tanaman = rata-rata waktu simpanan pertambahan kandungan karbon pada jaringan tanaman (t/ha) x 3,67. Δt = Perbedaan atau lamanya waktu yang diperhitungkan.