II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Definisi Hutan Dan Reklamasi Hutan Hutan didefinisikan menurut Undang-undang No. 41 tahun 1999 tentang Kehutanan adalah suatu kesatuan ekosistem berupa hamparan lahan yang yang berisi sumberdaya alam hayati yang didominasi pepohonan dalam persekutuan alam lingkungannya, yang satu dengan yang lainnya tidak dapat dipisahkan. Reklamasi hutan menurut Peraturan Menteri Kehutanan Republik Indonesia Nomor : P. 60/Menhut-II/2009 adalah usaha untuk memperbaiki atau memulihkan kembali lahan dan vegetasi yang rusak agar dapat berfungsi secara optimal sesuai peruntukannya. Kriteria keberhasilan reklamasi hutan yaitu penataan lahannya, pengendalian erosi dan sedimentasinya, serta revegetasi atau penanaman pohonnya. Penataan lahan meliputi pengisian kembali lubang bekas tambang, penataan permukaan tanah, kestabilan lereng, dan penaburan tanah pucuk. Pengendalian erosi dan sedimentasi meliputi pembuatan bangunan konservasi tanah (checkdam, dam penahan, pengendali jurang, drop structure, saluran drainase), penanaman cover crops untuk memperkecil kecepatan air limpasan dan meningkatkan infiltrasi, serta kejadian erosi dan sedimentasi (diamati dari terjadinya erosi alur dan erosi parit). Revegetasi atau penanaman pohon terdiri dari luas areal penanaman, persentase tumbuh tanaman, jumlah tanaman per hektar, komposisis jenis tanaman, dan pertumbuhan atau kesehatan tanaman. 2.2 Sengon (Paraserianthes falcataria L Nielsen) Paraserianthes falcataria L Nielsen dikenal juga dengan Albizia falcataria (L) Fosberg, Moluccana Mig. falcataria backer, sedangkan berdasarkan nama lokal sengon dikenal dengan nama albisia, jeunjing (Jawa Barat), sengon laut, mbesiah (Jawa Tengah), sengon sebrang (Jawa Tengah dan Jawa Timur), jing laut (Madura) dan tedehu pute (Sulawesi). Sedangkan di Malaysia dan Brunei, sengon dikenal dengan nama puak, batai atau kayu macis (Atmosuseno 1998). Sengon tergolong kayu ringan dengan berat jenis rata-rata yaitu 0,33 (0,24 0,49), dengan kelas awet IV V dan kelas kuat IV V (Mandang dan Pandit 1997).
4 Tanaman Sengon dapat tumbuh baik pada tanah regosol, aluvial, dan latosol yang bertekstur lempung berpasir atau lempung berdebu dengan kemasaman tanah sekitar ph 6 7. Ketinggian tempat yang optimal untuk tanaman sengon antara 0 800 m dpl. Walapun demikian tanaman sengon ini masih dapat tumbuh sampai ketinggian 1500 m di atas permukaan laut. Sengon termasuk jenis tanaman tropis, sehingga untuk tumbuhnya memerlukan suhu sekitar 18 27 C. Tanaman sengon membutuhkan batas curah hujan minimum yang sesuai, yaitu 15 hari hujan dalam 4 bulan terkering, namun juga tidak terlalu basah, dan memiliki curah hujan tahunan yang berkisar antara 2000 4000 mm. Kelembaban juga mempengaruhi setiap tanaman. Reaksi setiap tanaman terhadap kelembaban tergantung pada jenis tanaman itu sendiri. Tanaman sengon membutuhkan kelembaban sekitar 50% 75% (Martawijaya et al. 1989). Martawijaya et al. (1989) mengatakan bahwa kayu sengon dapat mencapai ketinggian 40 m dengan batang bebas cabang 10 30 m, diameter sampai 80 cm, kulit luar berwarna putih atau kelabu, tidak beralur, tidak mengelupas, tidak berbanir. Ciri umum yang lain pada kayu sengon adalah kayu teras berwarna hampir putih atau coklat muda, sedangkan warna kayu gubal tidak jauh berbeda dengan wana kayu teras. Tajuk pohon sengon berbentuk perisai, agak jarang dan selalu hijau. Tajuk yang jarang ini memungkinkan beberapa jenis tumbuhan bawah untuk dapat hidup di bawahnya. Bentuk daun majemuk, panjang bisa mencapai 40 cm, terdiri dari 8 15 pasang anak tangkai daun, setiap anak tangkai terdiri dari 15 25 daun dan bentuk daun lonjong (Atmosuseno, 1998). Sengon mempunyai berat jenis 0,24 0,29, berserat panjang dan termasuk kedalam kelas kuat IV V, penyusutan sampai kering tanur 2,5% pada sisi radial dan 5,2% pada sisi tangensial. Sengon mengandung 49,4% selulosa, 26% lignin,15,6% pentosan, 0,6% abu dan 0,2% silika. Kelarutan dalam alkohol-benzen sebesar 3,4%, air dingin 3,4%, air panas 4,3% serta NaOH sebesar 19,6%. Nilai kalor dari kayu sengon sebesar 4,664 kal/g (Martawijaya et al. 1989).
5 2.3 Akasia (Acacia mangium Willd) Habitat terestrial, sebaran di Timur Laut Queensland Australia, Propinsi Barat Papua Nugini, Papua dan Pulau Maluku Timur, ketinggian tempat 500-1000 m dari permukaan laut, musim berbunga dan musim berbuah sepanjang tahun. Habitus pohon, tinggi 500 700 cm. Daun majemuk, terdiri dari petiolus communis, foliolum, petiololus, panjang tangkai (petiolus) 5 cm, panjang helaian (lamina) 14 cm, lebar helaian (lamina) 3,5 cm ; sifat daun : bentuk daun (circum scriptio) lanset (lanceolatus), pangkal daun (basis folii) runcing (acutus), tepi daun (margo folii) rata (integer), ujung daun (apex folii) runcing (acutus), tulang daun (nervatio) sejajar (rectinervis), daging daun kertas (papyraceus), permukaan daun licin (laevis), warna daun hijau tua. Diameter batang 50 cm, permukaan batang kulit menelupas, bentuk batang bulat (teres), arah tumbuh batang tegak (erectus), percabangan batang monopodial. Sistem perakaran tunggang (radix primeria), bagian-bagian akar : pangkal akar (collum), ujung akar (apex radicis), batang akar (corpus radicis), cabangcabang akar (radix lateral), serabut akar (fibrilla radicalis), rambut-rambut akar (pilus radicalis), tudung akar (calyptra). Letak bunga diketiak daun (flos lateralis), tipe bunga untai (amentum), bentuk karangan bunga malai rata, simetris bunga polysimetris, warna bunga kuning. Tipe buah sejati tunggal kering, bentuk buah polong (legumen), panjang 5 7 cm., lebar 3 cm, warna hijau dan coklat tua, permukaan buah tipis, kaku, bagian-bagian buah : kulit luar (testa), kulit dalam/kulit ari (tegmen). Bentuk biji bulat pipih, jumlah biji 7 10 buah, diameter 0,5 cm, warna biji hitam, permukaan biji halus berkilap, bagian-bagian biji : kulit biji (spermodermis), tali pusar (funiculus), inti biji (nucleus seminis). A. mangium memiliki berat jenis rata-rata 0,61 (0,43 0,66), dengan kelas awet III dan kelas kuat II-III (Mandang dan Pandit 1997). Kayu mangium baik dijadikan sebagai bahan baku pulp karena memiliki kadar selulosa tinggi, lignin sedang, pentosan rendah, ektraktif tinggi dan abu sedang (Siagian et al. 1999). Akan tetapi pembuatan pulp dari kayu mengium ini perlu diperhatikan karena kadar ekstraktifnya tinggi.
6 2.4 Biomassa Biomassa merupakan jumlah total dari bahan organik hidup yang dinyatakan dalam berat kering oven ton per unit area (Brown 1997). Menurut Chapman (1976) biomassa adalah berat bahan organik suatu organisme per satuan unit area pada suatu saat, berat bahan organik dinyatakan dengan satuan berat kering (dry weight) atau kadang-kadang dalam berat kering bebas abu (ash free dry weight). Biomassa dapat dibedakan ke dalam dua kategori yaitu, biomassa tumbuhan di atas permukaan tanah (above ground biomass) dan biomassa di bawah permukaan tanah (below ground biomass). Lebih jauh dikatakan biomassa di atas permukaan tanah adalah berat bahan unsur organik per unit luas pada waktu tertentu yang dihubungkan ke suatu fungsi sistem produksi, umur tegakan hutan dan distribusi organik (Kusmana 1993). Biomassa tumbuhan bertambah karena tumbuhan menyerap CO 2 dari udara dan mengubah zat tersebut menjadi bahan organik melalui proses fotosintesis. Laju pengikatan biomasa disebut produktivitas primer bruto. Hal ini tergantung pada luas daun yang terkena sinar matahari, intensitas penyinaran, suhu dan ciri-ciri jenis tumbuhan masing-masing. Sisa dari hasil respirasi yang dilakukan tumbuhan disebut produksi primer bersih. Lebih lanjut disebutkan bahwa jumlah biomassa di dalam hutan adalah hasil dari perbedaan antara produksi melalui fotosintesis dengan konsumsi melalui respirasi dan proses penebangan (Whitten et al. 1984). Pendugaan biomassa hutan dibutuhkan untuk mengetahui perubahan cadangan karbon untuk tujuan lain. Pendugaan biomassa diatas permukaan tanah sangat penting untuk mengkaji cadangan karbon dan efek dari deforestasi dan penyimpanan karbon dalam keseimbangan karbon secara global (Ketterings et al. 2001). Faktor iklim seperti suhu dan curah hujan merupakan faktor yang mempengaruhi laju peningkatan karbon biomassa pohon (Kusmana 1993). Semakin tinggi suhu akan menyebabkan kelembaban udara relatif semakin berkurang. Kelembaban udara relatif bisa mempengaruhi laju fotosintesis. Hal ini
7 disebabkan udara relatif yang tinggi akan memiliki tekanan udara uap air parsial yang lebih tinggi dibanding dengan tekanan udara pasial CO 2 sehingga memudahkan uap air berdifusi melalui stomata. Akibat selanjutnya laju fotosintesis akan menurun (Siringo & Ginting 1997 diacu dalam Ojo 2003). Selain curah hujan dan suhu yang mempengaruhi besarnya biomassa yang dihasilkan adalah umur dan kerapatan tegakan, komposisi dan struktur tegakan, serta kualitas tempat tumbuh (Satoo & Madgwick 1982). 2.5 Pengukuran Dan Pendugaan Biomassa Pengukuran biomassa vegetasi dapat memberikan informasi tentang nutrisi dan persediaan karbon dalam vegetasi secara keseluruhan, atau jumlah bagianbagian tertentu seperti kayu yang sudah terekstraksi. Pengukuran biomassa vegetasi pohon tidaklah mudah, khususnya pada hutan campuran dan tegakan tidak seumur. Menurut Brown (1997) ada dua pendekatan untuk menduga biomassa dari pohon, yaitu pendekatan pertama berdasarkan pendugaan volume kulit sampai batang bebas cabang yang kemudian dirubah menjadi kerapatan biomassa (ton/ha), sedangkan pendekatan kedua secara langsung dengan menggunakan persamaan regresi biomassa atau lebih dikenal dengan persamaan Allometrik. Pendugaan biomassa pada pendekatan pertama menggunakan persamaan berikut : Biomassa di atas tanah (ton/ha) = VOB x WD x BEF (Brown et al. 1989). Dimana : VOB = volume batang bebas cabang dengan kulit (m 3 /ha), WD = kerapatan kayu (biomassa kering oven (ton) dibagi volume biomassa (m 3 ), BEF = perbandingan total biomassa pohon kering oven di atas tanah dengan biomassa kering oven volume inventarisasi hutan. Pendekatan kedua penentuan kerapatan biomassa dengan menggunakan persamaan regresi biomassa berdasarkan diameter batang pohon. Dasar dari persamaan regresi ini adalah hanya mendekati biomassa rata-rata per pohon menurut sebaran diameter, dengan menggabungkan sejumlah pohon pada setiap kelas diameter dan menjumlahkan (total) seluruh pohon untuk seluruh kelas diameter.
8 Brown (1997) telah membuat model penduga biomassa di hutan tropika dengan model pangkat Y = a D b atau dengan model polynominal Y = a + bd + cd 2 berdasarkan zona wilayah hujan kering, lembab dan basah. Model yang disulkan Brown untuk zona lembab adalah: Y = 1,242 D 2 12,8 D + 42,69 nilai R 2 = 84% (untuk model polynomial) Y = 0,118 D 2,53 nilai R 2 = 97% (untuk model pangkat) Dimana: Y = Biomassa pohon (kg) D = Diameter rata-rata pada setiap kelas diameter (cm) R 2 = Nilai koefisien determinasi a, b, c merupakan konstanta Menurut Chapman (1976) diacu dalam Onrizal (2004) metode pendugaan biomassa di atas tanah dikelompokkan dalam dua kategori, yaitu : 1. Metode pemanenan yang terdiri atas (a) metode pemanenan individu tanaman, (b) metode pemanenan kuadrat dan (c) metode pemanenan individu pohon yang mempunyai luas bidang dasar rata-rata, dan 2. Metode pendugaan tidak langsung yang terdiri dari (a) metode hubungan Allometrik, yakni dengan mencari korelasi yang paling baik antara dimensi pohon dan biomassanya, dan (b) crop meter, yaitu dengan cara mengunakan seperangkat alat elektroda yang kedua kutubnya diletakkan di atas permukaan tanah pada jarak tertentu. Menurut Hairiah et al. (2001), pendugaan biomassa di atas permukaan tanah bisa diukur dengan menggunakan metode langsung (destructive) dan metode tidak langsung (non destructive). Metode tidak langsung digunakan untuk menduga biomassa vegetasi yang berdiameter 5 cm, sedangkan untuk menduga biomassa vegetasi yang memiliki diameter < 5 cm (vegetasi tumbuhan bawah) menggunakan metode secara langsung. Brown (1997) menyatakan bahwa pada pendugaan cadangan biomassa atau karbon pada vegetasi, pengukuran diameter bervariasi yaitu untuk daerah kering dengan laju pertumbuhan pohon sangat lambat, biasa digunakan batas minimum 2,5 cm dan untuk daerah yang beriklim basah, batas minimum pengukuran diameter yang digunakan 2,5 10 cm, akan tetapi secara umum biasa digunakan ukuran diameter minimum 5 cm.
9 2.6 Kandungan Karbon Kayu adalah bahan komposit alami yang terdiri dari bahan organik dengan susunan unsur 49% karbon, 6% hidrogen, 44% oksigen dan sedikit unsur lain. Kayu dapat pula disebut sebagai polimer alami mengingat 97-99% bobotnya berupa polimer (90% untuk kayu tropis) (Achmadi 1990). Umumnya karbon menyusun 45 50% bahan kering dari tanaman. Sejak kandungan karbondioksida meningkat secara global di atmosfer dan dianggap sebagai masalah lingkungan, berbagai ekolog tertarik untuk menghitung jumlah karbon yang tersimpan di hutan. Karbon dioksida (CO 2 ) dan beberapa gas lainnya mempunyai efek rumah kaca, dengan cara mengurangi jumlah radiasi gelombang yang datang dari bumi, yang menyebabkan meningkatnya suhu bumi. Mekanisme perubahan CO 2 di atmosfer memicu perubahan suhu global (pemanasan global atau pendinginan global) (Murdiyarso 2003). Peningkatan penyerapan cadangan karbon dapat dilakukan dengan (a) meningkatkan pertumbuhan biomasa hutan secara alami, (b) menambah cadangan kayu pada hutan yang ada dengan penanaman pohon atau mengurangi pemanenan kayu, dan (c) mengembangkan hutan dengan jenis pohon yang cepat tumbuh Karbon yang diserap oleh tanaman disimpan dalam bentuk biomasa kayu, sehingga cara yang paling mudah untuk meningkatkan cadangan karbon adalah dengan menanam dan memelihara pohon (Rahayu et al. 2004). 2.7 Pendugaan Karbon Komponen cadangan karbon daratan terdiri dari cadangan karbon di atas permukaan tanah, cadangan karbon di bawah permukaan tanah dan cadangan karbon lainnya. Cadangan karbon di atas permukaan tanah terdiri dari tanaman hidup (batang, cabang, daun, tanaman menjalar, tanaman epifit dan tumbuhan bawah) dan tanaman mati (pohon mati tumbang, pohon mati berdiri, daun, cabang, ranting, bunga, buah yang gugur, arang sisa pembakaran). Cadangan karbon di bawah permukaan tanah meliputi akar tanaman hidup maupun mati, organisme tanah dan bahan organik tanah (Rahayu et al. 2004). Kandungan Karbon (C-stock) dihitung dengan menggunakan pendekatan biomassa dengan asumsi 50 % dari biomassa adalah karbon yang tersimpan (Brown 1997).