SIMULASI DAMPAK PENGGUNAAN LAHAN AGROFORESTRY BERBASIS TANAMAN PANGAN PADA HASIL AIR DAN PRODUKSI PANGAN (Studi Kasus DAS Cisadane, Jawa Barat) Edy Junaidi dan Mohamad Siarudin Balai Penelitian Teknologi Agroforestry, Ciamis, Jawa Barat Telp. 265-771352, Fax. 265-775866 ABSTRACT Water and food crises becomes a major issue for now and future due to increasing world s population and improper land uses. The food based agroforestry pattern is one of the land uses by compromising hydro-orological functions of the forest together with food production from the agricultural cropping. This paper is aimed at simulating the impact of land use change (from suboptimal lands into agroforestry patterns), to the water yield and food production in Cisadane watershed, West Java Province. This simulation used SWAT (Soil and Water Assessment Tool) by combining 3 scenarios of land uses (1. Existing land use; 2. Sub optimal lands change to agroforestry pattern with 1% tree planting; 3. Sub optimal lands change to agroforestry pattern with 2% tree planting) and 2 scenarios of climate change impacts (1. Existing climate; 2. Increasing temperature as 1.15 o C). The outputs to measure in this simulation were water yield and food production from each combination of those scenarios. The results show that land use change from sub-optimal land into food based agroforestry afford to improve water yields (both quality and quantity) and food production in Cisadane watershed. However, a further analysis is needed to examine the impact of trees percentage in agroforestry pattern to the water yields. Meanwhile, the impact of climate change affects in decreasing the water yield and food production, but the agroforestry practice can reduce these impacts. Key words: agroforestry pattern, climate change, food production, SWAT, watershed area 1. Pendahuluan Kelangkaan air dan pangan telah menjadi salah satu isu global saat ini. Tidak heran jika UN- Water berkoordinasi dengan Food and Agriculture Organization (FAO) mengkampanyekan hari air sedunia (World Water Day) pada tahun 212 ini dengan tema Ketahanan Air dan Pangan (Water and Food Security). FAO memprediksi bahwa pada tahun 225 sebanyak 1,8 miliar orang akan hidup di negara atau wilayah yang mengalami kelangkaan air mutlak. Dua pertiga dari penduduk dunia akan hidup pada kondisi kekurangan air. Sementara itu FAO juga menyatakan bahwa pada tahun 25 nanti dunia harus memproduksi pangan 7% hingga 1% lebih banyak dari saat ini untuk memenuhi kebutuhan penduduk yang mencapai 9 milliar jiwa (UNWATER & FAO, 212). Air dan pangan merupakan satu kebutuhan pokok yang saling berkaitan. Kelangkaan air dapat menyebabkan kelangkaan pangan, mengingat aktifitas pertanian merupakan pengguna air terbesar (85%-95%) di negaranegara berkembang yang memanfaatkan baik air sungai maupun air tanah (UNWATER & FAO, 212). Kebutuhan air dan pangan juga meningkat dengan meningkatnya jumlah penduduk. Peningkatan jumlah penduduk tidak hanya menuntut kebutuhan air bersih untuk konsumsi rumah tangga (dan industri) serta air untuk produksi pangan, tetapi juga berdampak pada peningkatan kebutuhan pemukiman dan penggunaan lahan non pertanian lainnya. Perubahan penggunaan lahan dari hutan dan pertanian produktif menjadi lahan terbangun (built area) tentu menjadi salah satu penyebab kelangkaan air dan pangan. Selain itu, lahan-lahan sub optimal yang masih banyak juga berkontribusi terhadap tidak optimalnya fungsi lahan dalam pengaturan tata air dan produksi pangan. Pola tanam agroforestry berbasis tanaman pangan merupakan salah satu alternatif penggunaan lahan yang memadukan fungsi pengatur tata air dari ekosistem hutan, dan pemenuhan produksi pangan dari tanaman pertanian. Sebagaimana diketahui, hutan merupakan salah satu penutupan lahan yang paling baik pada suatu DAS dalam fungsinya Seminar Nasional Agroforestri III, 29 Mei 212 147
sebagai pengatur proses hidrologi (Purwanto dan Ruitjer, 24). Meskipun total hasil air (water yield) yang keluar dari suatu DAS menurun, tetapi perbedaan hasil air antara musim kering dan musim penghujan tidak begitu jauh. Hutan dapat menjaga kontinuitas hasil air pada suatu DAS. Penggundulan hutan menyebabkan penurunan kapasitas infiltrasi tanah, sehingga terjadi peningkatan aliran permukaan dan percepatan erosi tanah, bahkan dapat menyebabkan perubahan karakterikstik pasokan air. Sementara itu, penanaman tanaman pangan di bawah tegakan (pada pola tanam agroforestry berbasis tanaman pangan) menjadi solusi bagi kebutuhan produksi pangan melalui pemanfaatan ruang kosong di antara pepohonan. Berdasarkan permasalahan kelangkaan air dan pangan tersebut di atas, rencana tata ruang suatu Daerah Aliran Sungai (DAS) perlu mempertimbangkan perubahan penggunaan lahan sub optimal menjadi lahan agroforestry berbasis tanaman pangan sebagai salah satu solusinya. Makalah ini bertujuan untuk mensimulasikan dampak perubahan penggunaan lahan sub optimal pada suatu DAS menjadi lahan agroforestry, terhadap hasil air dan produksi pangan.. Kajian ini diharapkan dapat menjadi pertimbangan bagi pengambil kebijakan dalam perencanaan suatu wilayah DAS khususnya dalam penetapan pola penggunaan lahan yang mempertimbangkan konservasi air dan produksi pangan. 2. Metode Kajian ini merupakan studi kasus di DAS Cisadane, Jawa Barat (Gambar 1). Alat analisis yang digunakan dalam simulasi ini adalah model hidrologi dengan SWAT (Soil and Water Assessment Tool). SWAT merupakan model hidrologi berbasis proses fisik (physical based model), sehingga memungkinkan sejumlah proses fisik yang berbeda untuk disimulasikan pada suatu DAS. Menurut Junaidi (27), model SWAT dapat digunakan untuk memprediksi hidrologi DAS Cisadane karena mempunyai rata-rata debit hasil prediksi berada pada kisaran -15 % sampai + 15 % dari rata-rata debit hasil observasi, serta nilai E NS,5 dan R 2,6. Gambar1. Lokasi spasial DAS Cisadane 148 Seminar Nasional Agroforestri III, 29 Mei 212
Aliran Permukaan (mm) Tabel 1. Luasan penutupan lahan No Penutupan lahan Luas Ha % 1 Sawah 3.59,4 2,62 2 Tanah terbuka 744,1,54 3 Semak belukar 475,39,35 4 Ladang/tegalan 73.377,22 53,47 5 Kebun campuran 4.788,6 3,49 6 Hutan 31.478,85 22,94 7 Pemukiman 21.431,35 15,62 8 Tambak 1.345,66,98 Total 137.231,5 Sumber : Hasil analisis Luasan masing-masing penutupan lahan pada DAS Cisadane dapat dilihat pada Tabel 1. Penutupan lahan di DAS Cisadane didominasi oleh ladang (53,47 % luas DAS), hutan (22,94 % luas DAS) dan pemukiman (15,62 % luas DAS). Sedangkan penutupan lahan yang lain mempunyai luasan di bawah 1 % luas DAS. Gambar 5 menunjukkan sebaran secara spasial masing-masing penutupan lahan. Simulasi ini mengkombinasikan 3 skenario penggunaan lahan dan 2 skenario dampak perubahan iklim. Skenario penggunaan lahan yang disimulasikan adalah: 1) Kondisi penggunaan lahan saat ini/existing (kode 1); 2) Perubahan lahan sub-optimal menjadi agroforestry tanaman pangan dengan 1 % tanaman pohon (kode 2); 3) Perubahan lahan sub-optimal menjadi agroforestry tanaman pangan dengan 2 % tanaman pohon (kode 3). Simulasi ini mengkombinasikan 3 skenario penggunaan lahan dan 2 skenario dampak perubahan iklim. Skenario penggunaan lahan yang disimulasikan adalah: 1) Kondisi penggunaan lahan saat ini/existing (kode 1); 2) Perubahan lahan sub-optimal menjadi agroforestry tanaman pangan dengan 1 % tanaman pohon (kode 2); 3) Perubahan lahan sub-optimal menjadi agroforestry tanaman pangan dengan 2 % tanaman pohon (kode 3). Skenario dampak perubahan iklim yang disimulasikan adalah: 1) Kondisi iklim saat ini (kode A); dan 2) Kenaikan suhu 1,15 o C (kode B). Output yang diukur berupa luaran adalah hasil air (kuantitas dan kualitas) dan produksi pangan pada penggunaan lahan sub optimal yang dirubah menjadi agroforestry (ton/ha) yang dihasilkan dari masing-masing kombinasi skenario-skenario yang disimulasikan. 3. Hasil dan pembahasan 3.1. Hasil air DAS Hasil air DAS akibat perubahan penggunaan lahan pada DAS Cisadane dari penggunaan lahan sub optimal (berupa penggunaan lahan ladang pada kondisi kurang baik dalam pengelolaan, penggunaan lahan tanah terbuka dan penggunaan lahan semak berlukar) menjadi agroforestry tanaman pangan berupa luaran dari outlet DAS. Hasil air yang dilihat berupa kualitas dan kuantitasnya dari masing-masing skenario. Kuantitas air yang dibandingkan berupa aliran permukaan (mm) dan aliran dasar (mm), sedangkan kualitas air berupa hasil sedimentasi (ton/ha) dan hara terlarut (N dam P organik (kg/ha)). Gambar 2 menunjukkan hasil aliran permukaan (mm) pada masing-masing skenario di mana pada skenario 2A nilai aliran permukaan lebih kecil dibandingkan skenario 3A dan 1A. Sedangkan hasil skenario 1A < 1B, 2A > 2B dan 3A < 3B. Hasil ini menunjukkan perubahan tutupan lahan sub optimal menjadi agroforestry tanaman pangan mampu menurunkan aliran permukaan. Namun demikian perbedaan persentase pohon pada scenario 2 dan 3 nampak tidak terlalu berpengaruh pada aliran permukaan. Sementara besaran nilai aliran permukaan yang relatif sama pada kedua seknario dampak perubahan iklim menunjukkan pola agroforestry mampu mengatasi dampak ini. 12 1 8 6 4 2 A 113,5 824,96 839,67 B 113,89 824,91 839,75 Gambar 2. Hasil aliran permukaan (mm) pada masing-masing skenario Seminar Nasional Agroforestri III, 29 Mei 212 149
N organik (kg/ha) P Organik (kg/ha) Aliran Dasar (mm) Sedimentasi (ton/ha) 6 5 4 3 2 1 22 21 2 19 18 17 16 A 479,9 399,71 399,47 A 1926,68 1817,88 1799,7 B 477,29 397,57 397,34 B 2152,28 228,38 28,19 Gambar 3. Hasil aliran dasar (mm) pada masingmasing skenario Gambar 4. Hasil sedimentasi (ton/ha) pada masing-masing skenario 25 2 15 1 5 A 2,17 15,71 16,27 B 2,18 15,73 16,29 Gambar 5. Hasil N organic dan P organik (kg/ha) yang terangkut sedimen pada masing-masing skenario 3 2,5 2 1,5 1,5 A 2,59 2,9 2,15 B 2,58 2,8 2,14 Hasil aliran dasar (mm) pada masingmasing skenario dapat dilihat pada Gambar 3. Nilai aliran dasar pada skenario 1 lebih besar dibandingkan skenario 2 dan 3. Sedangkan hasil skenario 1A < 1B, 2A < 2B dan 3A < 3B. Hasil ini menunjukkanperubahan tutupan lahan sub optimal menjadi agroforestry tanaman pangan menurunkan hasil aliran dasar, sedangkan dampak perubahan iklim yang menurunkan aliran dasar kurang mampu diatasi oleh pola agroforestry. Gambar 4 menunjukkan hasil sedimentasi masing-masing scenario dimana skenario 3 lebih kecil dinadingkan skenario 2 dan 1, sedangkan skenario 1A < 1B, 2A < 2B dan 3A < 3B. Secara umum penerapan perubahan tutupan lahan sub optimal menjadi agroforestry tanaman pangan mampu menurunkan sedimentasi, meskipun perlu dilihat lebih lanjut persentase antara tanaman pohon dengan tanaman pangan. Berdasarkan skenario dampak perubahan iklim, peningkatan suhu pada skenario B menyebabkan peningkatan sedimentasi, namun demikian perubahan lahan sub optimal menjadi agroforestry mengatasi dampak ini. Gambar 5 menunjukkan hasil N dan P organik yang terangkut sedimen masingmasing skenario. Hasil menunjukkan skenario 3 lebih kecil dibandingkan skenario 2 dan 1. Untuk hasil N organik skenario 1A < 1B, 2A < 2B dan 3A < 3B, sedangkan hasil P organik skenario 1A > 1B, 2A > 2B dan 3A > 3B. Secara umum penerapan perubahan tutupan lahan sub optimal menjadi agroforestry tanaman pangan mampu menurunkan N dan P organik yang terangkut sedimen, tetapi perlu dilihat lebih lanjut pengaruh persentase antara tanaman pohon dengan tanaman pangan. Berdasarkan seknario dampak perubahan iklim, peningkatan suhu pada skenario B tidak banyak berpengaruh pada nilai N dan P organik yang terangkut sedimen. 15 Seminar Nasional Agroforestri III, 29 Mei 212
Produksi (kg/ha) 3.2. Produksi pangan Produksi pangan yang diperhitungkan berasal dari hasil produksi tanaman pangan pada penggunaan lahan sub optimal yang diubah menjadi agroforestry (ton/ha). Hasil analisis untuk produksi pangan masing-masing skenario dapat dilihat pada Gambar 7. Hasil menunjukkan untuk skenario 3 > skenario 2 > skenario 1, sedangkan skenario 1A > 1B, 2A > 2B dan 3A > 3B. Secara umum penerapan perubahan tutupan lahan sub optimal menjadi agroforestry tanaman pangan mampu meningkatkan hasil produksi pangan, tetapi perlu dianalisis lebih lanjut dampak persentase antara tanaman pohon dengan tanaman pangan. Sementara berdasarkan dampak perubahan iklim, peningkatan suhu pada skenario B menunjukkan dampak penurunan produksi pangan. 38 37 36 35 34 33 A 359422,4 36219,7 369752,1 B 34483,9 35836,5 359322,4 Gambar 6. Hasil produksi (kg/ha) pada masing-masing skenario 4. Kesimpulan 4.1. Penerapan perubahan tutupan lahan sub optimal menjadi agroforestry tanaman pangan mampu memperbaiki tata air (kualitas dan kuantitas) DAS dan produksi pangan, tetapi perlu dianalisis lebih lanjut pengaruh persentase antara tanaman pohon dengan tanaman pangan. 4.2. Dampak perubahan iklim berpengaruh pada penurunan kualitas dan kuantitas hasil air DAS dan produksi pangan, namun penerapan pola agroforestry mampu mengatasi dampak ini. UNWATER & FAO, 212. World water day 212: Water and Food Security. Advocacy Guide. http://www.unwater.org/worldwaterday/d ownloads/advocacy_guide_water_ food_security.pdf. Diakses pada tanggal 19 Mei 212. 5. Daftar pustaka Junaidi, E. 29. Kajian berbagai alternatif perencanaan pengelolaan DAS Cisadane menggunakan model SWAT. Thesis Pascasarjana IPB. Bogor. (Tidak dipublikasikan). Purwanto, E. dan J. Ruitjer. 24. Hubungan antara hutan dan fungsi DAS. Dampak Hidrologi Hutan, Agroforestri dan Pertanian Lahan Kering sebagai Dasar Pemberian Imbalan Kepada Penghasil Jasa Lingkungan. Prosiding Lokakarya di Padang, Singkarak, Sumatera Barat, Indonesia. World Agroforestry Center. Seminar Nasional Agroforestri III, 29 Mei 212 151