TINJAUAN PUSTAKA Perubahan Iklim Perubahan iklim (climate changes) merupakan salah satu fenomena alam dimana terjadi perubahan nilai unsur-unsur iklim baik secara alamiah maupun yang dipercepat akibat aktifitas manusia di muka bumi ini.sejak revolusi industri dimulai hingga sekarang telah menyebabkan terjadinya peningkatan suhu udara global (Nurdin, 2011). Menurut Hairiah dan Rahayu (2007) perubahan iklim global yang terjadi akhir-akhir ini disebabkan karena terganggunya keseimbangan energi antara bumi dan atmosfir. Keseimbangan tersebut dipengaruhi antara lain oleh peningkatan karbondioksida (CO2), metan (CH4) dan nitrous oksida (N2O) yang lebih dikenal dengan gas rumah kaca (GRK). Saat ini konsentrasi GRK diatmosfir meningkat sebagai akibat adanya pengelolaan lahan yang kurang tepat. Salah satu cara untuk mengatasi perubahan iklim akibat meningkatnya GRK adalah dengan tetap mempertahankan keberadaan hutan, karena hutan mampu menyimpan karbon dalam jumlah yang cukup banyak. Hutan mengabsorbsi CO2 selama proses fotosintesis dan menyimpan sebagai materi organik dalam biomassa hutan per unit luas merupakan pokok dari produktivitas hutan. Pengukuran produktivitas hutan dalam konteks studi ini relevan dengan pengukuran biomassa. Biomassa hutan menyediakan informasi penting dalam menduga besarnya potensi penyerapan CO2 kurang 50% dari biomassa merupakan karbon. 14
Keanekaragaman Jenis Tumbuhan Komposisi dari keanekaragaman jenis tumbuhan bawah sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungan, seperti cahaya, kelembaban, ph tanah, tutupan tajuk dari pohon di sekitarnya, dan tingkat kompetisi dari masing-masing jenis. Pada komunitas hutan hujan, penetrasi cahaya matahari yang sampai pada lantai hutan umumnya sedikit sekali dikarenakan oleh terhalangnya lapisanlapisan tajuk pohon yang ada pada hutan tersebut, sehingga tumbuhan bawah yang tumbuh pada dekat permukaan tanah kurang mendapat cahaya, sedangkan cahaya matahari bagi tumbuhan merupakan salah satu faktor yang penting dalam proses perkembangan, pertumbuhan dan reproduksi (Gusmaylina, 1983). Menurut Brown (1999), bagian terbesar gudang karbon dalam proyek berbasis hutan adalah dalam biomassa hidup, biomassa mati, tanah dan produk kayu. Biomassa hidup mencakup komponen bagian atas dan bagian bawah (akar), pohon, palma, tumbuhan herba (rumput dan tumbuhan bawah), semak dan pakupakuan. Biomassa mati mencakup serasah halus dan sisa kayu kasar, dan tanah mencakup mineral, lapisan organik dan gambut. Tumbuhan bawah Tumbuhan bawah adalah komunitas tanaman yang menyusun stratifikasi bawah dekat permukaan tanah.jenis-jenis vegetasi ini ada yang bersifat annual, biannual, atau perenial dengan bentuk hidup soliter, berumpun, tegak menjalar atau memanjat.secara taksonomi vegetasi bawah umumnya anggota dari sukusuku Poceae, Cyperaceae, Araceae, Asteraceae, paku-pakuan dan lainlain.vegetasi ini banyak terdapat di tempat-tempat terbuka, tepi jalan, tebing sungai, lantai hutan, lahan pertanian dan perkebunan (Odum, 2003). 15
Tumbuhan bawah berfungsi sebagai penutup tanah untuk menjaga kelembaban sehingga proses dekomposisi dapat berlangsung lebih cepat, sehingga dapat menyediakan unsur hara untuk tanaman pokok. Siklus hara akan berlangsung sempurna dan guguran daun yang jatuh sebagai serasah akan dikembalikan lagi ke pohon dalam bentuk unsur hara yang sudah diuraikan oleh bakteri (Irwanto, 2007). Ada 4 bagian karbon (carbon pool) dalam inventarisasi karbon hutan yang diperhitungkan.keempat bagian karbon tersebut adalah biomassa atas permukaan, biomassa bawah permukaan, bahan organik mati dan karbon organik tanah.biomassa atas permukaan adalah semua material hidup diatas permukaan (batang, tunggul, cabang, kulit kayu, biji dan daun dari vegetasi baik dari strata pohon maupun dari strata tumbuhan bawah di lantai hutan).biomassa bawah permukaan adalah semua biomassa dari akar tumbuhan yang hidup.pengertian akar ini berlaku hingga ukuran diameter tertentu yang ditetapkan.ini dilakukan sebab akar tumbuhan dengan diameter yang lebih kecil dari ketentuan cenderung sulit untuk dibedakan dengan bahan organik tanah dan serasah (Dewi, 2011). Taman Hutan Raya (TAHURA) Tahura Bukit Barisan adalah unit pengelolaan yang berintikan kawasan hutan lindung dan kawasan konservasi dengan luas seluruhnya 51.600 Ha.Sebagian besar merupakan hutan lindung berupa hutan alam pegunungan. Hutan Pendidikan USU seluas 1000 Ha merupakan kawasan yang termasuk kedalam kawasan Tahura Bukit Barisan yang merupakan kerjasama antara pihak dan Dinas Kehutanan Provinsi Sumatera Utaraberdasarkan Memorandum of Understanding (MoU) pada tahun 2011 yang 16
sepenuhnya diserahkan kepada pihak USU yang memiliki batasan-batasan dengan tidak menyebabkan perubahan fungsi hutan ataupun kerusakan hutan. Hairiah dan Rahayu (2007) menyebutkan bahwa berdasarkan keberadaannya di alam, maka tiga komponen karbon, yaitu biomassa, nekromassa, dan bahan organik tanah dibedakan menjadi 2 kelompok, yaitu : 1. Karbon di atas permukaan tanah meliputi biomassa pohon, biomassa tumbuhan bawah, nekromassa dan serasah 2. Karbon di dalam tanah meliputi biomassa akar dan bahan organik tanah Kemiringan Lahan Hutan pendidikan memiliki kelerengan 0 8%, 8 15%, 15 25%, 25 40% dan >40%.kelerengan dengan luas terbesar di hutan pendidikan adalah pada kelerengan 8 15% (curam) seluas 454,94 Ha karena sebagian besar hutan pendidikan Universitas Sumatera Utara adalah daerah berbukit dan luas terendah yaitu pada kelerengan 0 8% (datar) yaitu 158,08 Ha. Hutan pendidikan terletak pada ketinggian 891 1991 mdpl yang membuat hutan tersebut masuk kedalam kategori hutan dataran tinggi. Letak geografis Hutan Pendidikan USU adalah 3 0 13 LU 3 0 11 LU dan 98 0 34 BT 98 0 32 BT, terletak pada jajaran Pegunungan Bukit Barisan yang meliputi dua kabupaten yaitu Kabupaten Deli Serdang dan Kabupaten Karo. Batas-batas Hutan Pendidikan USU antara lain, di sebelah utara berbatasan dengan Desa Doulu dan Desa Bukum, di sebelah timur berbatasan dengan Desa Bukum dan Desa Tanjung Barus, di sebelah Selatan 17
berbatasan dengan Desa Tanjung Barus dan Desa Barus Julu, serta di sebelah Barat berbatasan dengan Desa Doulu dan Desa Barus Julu (Setiawan, 2012). Biomassa dan Karbon Biomassa adalah jumlah total bahan organik hidup yang terdapat dalam tegakan yang dinyatakan dalam berat kering oven dalam ton per unit area. Jumlah biomassa dalam hutan merupakan selisih antara produksi melalui fotosintesis dan konsumsi melalui respirasi.data dan informasi mengenai biomassa suatu ekosistem dapat menunjukkan tingkat produktivitas ekosistem tersebut.dari segi ekologi, data, dan biomassa hutan berguna untuk mempelajari aspek fungsional dari suatu ekosistem hutan, seperti produksi primer, siklus hara dan aliran energi. Dari segi manajemen hutan secara praktis, data biomassa hutan sangat penting untuk perencanaan pengusahaan khususnya dalam penetapan tujuan manajemen pengelolaan hutan ( Suhendang, 2002). Kuantitas biomassa dalam hutan merupakan selisih antara produksi hasil fotosintesis dan konsumsi hasil fotosintesis oleh tanaman.perubahan kuantitas biomassa dapat terjadi karena aktifitas manusia seperti silvikultur, pemanenan dan degradasi.perubahan juga dapat terjadi karena suksesi alami, seperti bencana alam (Darussalam, 2011). Biomassa menunjukkan jumlah potensial karbon yang dapat dilepas ke atmosfer sebagai karbon dioksida ketika hutan ditebang atau dibakar. Sebaliknya, melalui penaksiran dapat dilakukan perhitungan jumlah karbon dioksida yang dapat diikat dari atmosfer dengan cara melakukan rebiosasi atau dengan penanaman (Brown, 1997). 18
Karbon merupakan salah satu unsur alam yang memiliki lambang C dengan nilai atom sebesar 12.Karbon juga salah satu unsur utama pembentuk bahan organik termasuk makhluk hidup.hampir setengah dari organisme hidup merupakan karbon.karenanya secara alami karbon banyak tersimpan di bumi (darat dan laut) dari pada atmosfer.pelepasan karbon hutan ke atmosfer atau disebut emisi, terjadi melalui berbagai mekanisme seperti respirasi makhluk hidup, dekomposisi bahan organik serta pembakaran biomassa. Selain melakukan proses fotosintesis untuk merubah karbon dioksida (CO2) menjadi oksigen (O2), tumbuhan juga melakukan proses respirasi yang melepaskan CO2. Namun proses ini cenderung tidak signifikan karena CO2 yang dilepas masih dapat diserap kembali pada saat proses fotosintesa (Manuri, dkk.2011). 19