(Studi kasus : Taman Nasional Lore-Lindu, Sulawesi Tengah) MOCHAMMAD TAUFIQURROCHMAN ABDUL AZIZ ZEIN

PENYERAPAN RADIASI MATAHARI OLEH KANOPI HUTAN ALAM : KORELASI ANTARA PENGUKURAN DAN INDEKS VEGETASI (Studi kasus : Taman Nasional Lore-Lindu, Sulawesi Tengah) MOCHAMMAD TAUFIQURROCHMAN ABDUL AZIZ ZEIN DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM ISNTITUT PERTANIAN BOGOR 2009

RINGKASAN MOCHAMMAD TAUFIQURROCHMAN ABDUL AZIZ ZEIN. Penyerapan Radiasi Matahari oleh Kanopi Hutan Alam : Korelasi Antara Pengukuran dan Indeks Vegetasi (Studi kasus : Taman Nasional Lore-Lindu, Sulawesi Tengah). Dibimbing oleh TANIA JUNE dan LILIK BUDI PRASETYO Hutan merupakan suatu permukaan bervegetasi dengan variasi ketinggian dan kerapatan serta memiliki sistem ekologi yang kompleks. Faktor utama dalam menentukan produktivitas permukaan bervegetasi adalah banyaknya radiasi matahari yang datang. Matahari memancarkan radiasi pada berbagai spektrum panjang gelombang. PAR (Photosynthetically Active Radiation) merupakan bagian dari spektrum sinar tampak (0,4 sampai 0,7 µm) yang diserap oleh klorofil tanaman. Fraction of Absorbed Photosynthetically Active Radiation (fapar) merupakan bagian dari PAR, yaitu PAR yang diserap oleh tanaman. Terdapat hubungan antara fapar dengan spektral indeks vegetasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui korelasi antara fapar dengan suatu indeks vegetasi (NDVI) menggunakan satelit Quickbird. Korelasi ini diharapkan dapat digunakan untuk mengetahui penyerapan radiasi oleh kanopi hutan sehingga dapat dimanfaatkan untuk berbagai penelitian dan analisis lebih lanjut. Unsur iklim mikro pembentuk iklim mikro hutan meliputi suhu, kelembaban, angin, curah hujan dan radiasi surya. Nilai rata-rata fraksi PAR adalah pada 50 % dari total radiasi matahari yang datang. Penyerapan PAR semakin tinggi dengan semakin terbukanya tutupan kanopi. Pendugaan LAI dari data satelit mnunjukkan LAI tertinggi adalah 4,8 dan terendah adalah 1,9. Nilai NDVI tertinggi adalah 0,45 pada kanopi tertutup pada ketinggian 1409 m dan nilai terkecil adalah 0,20 pada kanopi terbuka pada ketinggian 1449 m. Nilai NDVI sebanding dengan kerapatan kanopi. Makin rapat tutupan kanopinya (LAI tinggi) maka makin tinggi nilai NDVI. Hubungan antara fapar dengan NDVI adalah fapar = - 0,368 + 1,339 NDVI. Hubungan fapar dengan NDVI pada semua tutupan dengan tidak memperhatikan tipe tutupan menunjukkan nilai R 2 0.594. Hal ini berarti nilai fapar dan NDVI berhubungan secara linier sehingga nilai fapar dapat diduga dari NDVI. Kata kunci : radiasi, PAR, fapar, NDVI

PENYERAPAN RADIASI MATAHARI OLEH KANOPI HUTAN ALAM : KORELASI ANTARA PENGUKURAN DAN INDEKS VEGETASI (Studi kasus : Taman Nasional Lore-Lindu, Sulawesi Tengah) MOCHAMMAD TAUFIQURROCHMAN ABDUL AZIZ ZEIN Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Geofisika dan Meteorologi DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM ISNTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

Judul Skripsi : Penyerapan Radiasi Matahari oleh Kanopi Hutan Alam : Korelasi Antara Pengukuran dan Indeks Vegetasi (Studi kasus : Taman Nasional Lore-Lindu, Sulawesi Tengah) Nama : Mochammad Taufiqurrochman Abdul Aziz Zein NIM : G 24104026 Disetujui Pembimbing I Pembimbing II Dr. Ir. Tania June, M.Sc Dr. Ir. Lilik Budi Prasetyo, M.Sc NIP. 19630628 198803 2 001 NIP.19620316 198803 1 002 Diketahui Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Dr. Drh. Hasim, DEA NIP. 19610328 198601 1 002 Tanggal Lulus :

PRAKATA Bismillahirrahmanirrahim Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT Tuhan semesta alam. Shalawat dan salam semoga selalu tercurah kepada Rasullullah Muhammad SAW, keluarga, sahabat dan umatnya hingga akhir zaman. Penulis berterimakasih kepada Allah SWT dan semua pihak sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Topik dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan juni 2008 ini adalah agrometeorologi bidang iklim mikro hutan, dengan judul Penyerapan Radiasi Matahari oleh Kanopi Hutan Alam : Korelasi Antara Pengukuran dan Indeks Vegetasi (Studi kasus : Taman Nasional Lore-Lindu, Sulawesi Tengah). Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan rasa terimakasih kepada berbagai pihak, diantaranya Dr. Tania June, M.Sc dan Dr. Lilik Budi Prasetyo, M.Sc. sebagai dosen pembimbing. Kedua orang tua dan saudara-saudara atas doa dan motivasinya. Lab. Agrometeorologi members, dan Lab. PPLH. Teman-teman angkatan 41, kakak tingkat, dan adik-adik tingkat di Departemen Geofisika dan Meteorologi. Seluruh karyawan dan staff departemen Geofisika dan Meteorologi. Orenz community (Kiki, Dika, Abi, Bama, Bumen, Faisal, Hendi, Okoy, Casnan serta tak lupa Hamdan, Imam dan Nana). Terima kasih juga kepada teman-teman di kostan Lamin dentist, Awang, Bogie, Farid dan Yadi. Terima kasih juga untuk Nini Sriani atas bantuan semangat, kepercayaan dan bahan tulisannya serta semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyusun karya ilmiah ini. Penulis menyadari bahwa tulisan ini masih jauh dari sempurna, akan tetapi penulis meyakini bahwa ketidaksempurnaan adalah wujud kesempurnaan manusia dalam berusaha. Penulis menerima dan sangat mengharapkan kritik dan saran yang menjadikan karya tulis ini lebih baik. Semoga karya ini dapat digunakan dan bermanfaat bagi yang membutuhkannya. Terima kasih Bogor, Oktober 2009 Penulis i

RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Cilacap pada tanggal 25 September 1986 dari ayah Mochamad Charimi dan ibu Mudrikah. Penulis merupakan putra keempat dari empat bersaudara. Penulis tinggal dan dibesarkan di dua kabupaten yaitu di kabupaten Cilacap dan kemudian pindah ke kabupaten Banyumas tepatnya di Kota Purwokerto. Tahun 2004 Penulis lulus dari SMAN 4 Purwokerto dan pada tahun yang sama juga diundang oleh Institut Pertanian Bogor untuk studi menjadi mahasiswa IPB melalui jalur Undangann Seleksi Masuk IPB (USMI) pada program studi Meteorologi, Departemen Geofisika dan Meteorologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Selama masa studi, penulis ikut berperan aktif dalam berbagai kegiatan kemahasiswaan serta organisasi kemahasiswaan. Beberapa diantaranya adalah menjadi anggota Kerohanian Islam HIMAGRETO, ketua Dept. Kerohanian HIMAGRETO (Himpunan Mahasiswa Agrometeorologi), Divisi Wirausaha SERUM-G (Serambi Ruhyah Mahasiswa G/FMIPA) dan mengikuti kepanitian dalam berbagai kegiatan. Penulis pernah mengikuti kegiatan praktik lapang di deputi Teknologi Inventarisasi Sumber Daya Alam (TISDA) Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) di Jakarta Pusat selama bulan Juni-Agustus 2007. Penulis melakukan penelitian sebagai peneliti di STORMA (Stability of Rain Forest Margins) pada bulan Mei 2008. ii

DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL... iv DAFTAR GAMBAR... v DAFTAR LAMPIRAN... vi PENDAHULUAN Latar Belakang... 1 Tujuan... 1 TINJAUAN PUSTAKA Karakteristik Iklim Mikro Hutan... 2 Interaksi Cahaya (Radiasi Matahari) dengan Kanopi Tanaman... 3 Hubungan Antara Penyerapan Radiasi dengan Indeks Vegetasi... 5 Leaf Area Index (LAI)... 5 Dasar Penginderaan Jauh... 6 Tinjauan Pustaka Wilayah Penelitian... 7 BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat... 8 Alat dan Bahan... 8 Metode Penelitian... 9 HASIL DAN PEMBAHASAN Karakteristik Iklim Mikro Hutan... 14 Albedo... 18 Photosyntetic Active Radiation (PAR)... 19 LAI dan NDVI... 24 fapar dan NDVI... 26 KESIMPULAN DAN SARAN... 27 DAFTAR PUSTAKA... 28 LAMPIRAN... 30 iii

DAFTAR TABEL Halaman 1. Penggolongan radiasi matahari menurut panjang gelombang... 2 2. Karakteristik satelit Quickbird... 6 3. Deskripsi band citra Quickbird... 6 4. Tutupan kanopi titik pengamatan... 10 5. Radiasi global pada periode pengamatan... 16 6. Nilai maksimum Radiasi Global di berbagai tempat... 17 7. Nilai NDVI dan dugaan LAI berdasarkan tipe tutupan kanopi hutan... 26 8. Nilai fapar pada berbagai titik pengamatan... 27 iv

DAFTAR GAMBAR Halaman 1. Hubungan antara LAI dengan NDVI... 6 2. Menara Bariri... 8 3. Peta Lokasi studi kasus... 8 4. Li-Cor Quantum sensor sebagai sensor PAR... 8 5. GPS (Global Positioning System) untuk mengetahui koordinat penelitian... 8 6. Instrumen pengukuran radiasi di bawah kanopi... 9 7. Sketsa formasi titik pengukuran... 10 8. Posisi peralatan terhadap kanopi hutan pada saat pengukuran... 12 9. Diagram alir Penelitian... 13 10. Profil Suhu pada puncak kanopi... 14 11. Profil Suhu dari dalam Kanopi... 14 12. Profil Suhu dari Atmosfer... 14 13. Profil kelembaban relatif (RH) pada periode pengamatan... 15 14. Profil kecepatan angin pada periode pengamatan... 15 15. Profil Radiasi Global pada periode pengamatan... 16 16. Profil Albedo pada periode pengamatan... 18 17. Profil PAR dan rpar di Puncak Kanopi pada periode pengamatan... 18 18. Profil PAR di bawah kanopi tertutup... 19 19. Profil PAR di bawah kanopi terbuka... 20 20. Profil PAR di bawah kanopi menengah... 20 21. Perbandingan nilai PAR berdasarkan tipe tutupan kanopi terhadap radiasi PAR yang datang pada puncak kanopi... 21 22. Persentase jumlah PAR yang terukur terhadap radiasi global (Rs)... 22 23. Penyerapan PAR pada tiap tutupan kanopi... 23 24. Peta sebaran NDVI di kawasan Taman Nasional Lore Lindu, hutan Babahaleka dan sekitarnya... 24 25. Peta sebaran titik pengamatan... 25 26. Hubungan fapar dengan NDVI... 27 v

DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Peta sebaran NDVI hutan Babahaleka dan sekitarnya... 31 Lampiran 2. Peta sebaran NDVI pada lokasi penelitian... 31 Lampiran 3. Persentase penyerapan PAR pada tiap tipe tutupan kanopi... 33 Lampiran 4. Data Pengukuran di Menara Bariri... 35 Lampiran 5. Pengukuran PAR dan Radiasi di bawah kanopi... 42 Lampiran 6. Taman Nasional Lore-Lindu dan Dokumentasi Penelitian... 43 vi