BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Please download to get full document.

View again

of 23
31 views
PDF
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
Document Description
1 1.1 Latar Belakang BAB I PENDAHULUAN Perubahan iklim terjadi akibat fenomena pamanasan global, merupakan meningkatnya konsentrasi Gas Rumah Kaca (GRK) di atmosfer akibat berbagai aktivitas manusia dan
Document Share
Document Transcript
1 1.1 Latar Belakang BAB I PENDAHULUAN Perubahan iklim terjadi akibat fenomena pamanasan global, merupakan meningkatnya konsentrasi Gas Rumah Kaca (GRK) di atmosfer akibat berbagai aktivitas manusia dan sebagian unsur alam. Gas Rumah Kaca (GRK) adalah gasgas di atmosfer yang memiliki fungsi seperti panel-panel kaca di rumah kaca yang bertugas menangkap energi panas matahari agar tidak dilepas seluruhnya ke atmosfer kembali (WWF, 2015). Pengaruh aktivitas manusia di bidang ekonomi, industri, transportasi memberikan dampak terhadap peningkatan suhu rata-rata bumi. Aktivitas manusia tersebut manghasilkan beberapa gas buangan di atmosfer. Menurut Protokol Kyoto yang menjadi konsentrasi dalam pengendalian emisi GRK yaitu karbon dioksida (CO 2 ), metana (CH 4 ), dinitro oksida (N 2 O), hidroflourocarbons (HFCs), perfluorocarbons (PFCs), dan sulfurhexafluoride (SF 6 ). GRK di atmosfer berfungsi menjaga suhu permukaan bumi agar tetap hangat namun jika komposisinya tidak seimbang, terjadi peningkatan CO 2, radiasi sinar matahari yang sebagian dipantulkan kembali ke luar angkasa justru terperangkap di bawah atmosfer oleh GRK sehingga menyebabkan peningkatan suhu permukaan bumi. Perkembangan daerah tentunya menyumbang pengaruh terhadap GRK di atmosfer terutama yang berasal aktivitas manuasia. Dampak dari perkembangan daerah terhadap lingkungan cenderung berdampak negatif dan mengarah ke perubahan ruang terbuka hijau menjadi lahan terbangun. Lahan terbuka hijau banyak yang dialih fungsikan menjadi permukiman, pusat perbelanjaan, pusat perdagangan, tempat rekreasi, pusat industri, dan lain sebagainya. Upaya pembangunan daerah tentunya diikuti dengan meningkatnya penggunaan sarana dan prasarana transportasi untuk mendukung pembangunan tersebut. Hal tersebut berdampak langsung ke udara sekitar dengan munculnya masalah lingkungan yaitu peningkatan karbon dioksida, kebisingan, dan suhu udara yang meningkat. 2 Karbon Dioksida (CO 2 ) adalah gas yang tidak berwarna dan tidak mudah terbakar pada suhu dan tekanan normal yang terdiri dari satu atom karbon dan dua atom oksigen (UCAR, 2006). Karbon doksida memiliki peran kunci dalam siklus karbon bumi, yaitu serangkaian proses yang mengolah karbon dalam berbagai bentuk di seluruh lingkungan. Sumber alami karbon dioksida di atmosfer adalah pemanansan vulkanik dan kebakaran hutan. Tumbuhan melalui fotosintesis menggabungkan CO 2 dan air (H 2 O) untuk menghasilkan karbohidrat (C 6 H 12 O 6 ) dan oksigen (O 2 ) sebagai produk sampingan. Hutan dan lautan yang mendukung mikroba berfotosintesis karena itu bertindak sebagai sinks karbon besar, mengurangi karbon dioksida dari atmosfer melalui fotosintesis. Atmosfer awal bumi memiliki kadar CO 2 yang jauh lebih tinggi dan hampir tidak ada oksigen. Munculnya organisme fotosintesis menyebabkan peningkatan oksigen yang memungkinkan pengembangan makhluk bernapas oksigen. Karbon dioksida adalah gas rumah kaca penting yang membantu menjebak panas di atmosfer. Akan tetapi, peningkatan konsentrasi CO 2 secara bertahap di atmosfer bumi mendorong pemanasan global, mengancam dan mengganggu iklim bumi karena suhu global rata-rata meningkat secara bertahap (UCAR, 2006). Segala aktivitas yang berhubungan dengan pembakaran bahan bakar fosil menghasilkan gas sisa yaitu karbon dioksida. Jika komposisinya di atmosfer melebihi ambang batas akan menimbulkan masalah lingkungan dan kesehatan. Peningkatan emisi karbon dioksida tidak diikuti dengan upaya pelestarian ruang terbuka hijau, padahal ruang terbuka hijau memiliki fungsi salah satunya penyerap karbon dioksida di perkotaan karena vegetasi mampu mengubah karbon dioksida menjadi oksigen. Saat ini ruang terbuka hijau di perkotaan semakin terdesaknya akibat semakin pesatnya perkembangan suatu daerah. Kabupaten Klaten merupakan kabupaten yang terletak di antara dua kota besar yaitu Yogyakarta dan Surakarta. Kabupaten Klaten sebagai jalur utama penghubung dua kota tersebut memiliki peran penting dalam jalur transportasi. Peran tersebut menjadikan lalu lintas di Kabupaten Klaten cukup ramai dilalui oleh kendaraan motor, mobil pribadi, angkutan umum, atau angkutan barang. Lalu lintas yang ramai berdampak secara langsung terhadap peningkatan polutan yaitu 3 karbon dioksida di sebagian Kabupaten Klaten. Selain itu, perkembangan Kabupaten Klaten yang cukup pesat sebagai Kabupaten penyangga dua kota besar memungkinkan perubahan lahan hijau menjadi lahan terbangun sehingga dikhawatirkan ruang terbuka hijau akan terus semakin berkurang. Undang Undang Nomor 26 Tahun 2007 mendefinisikan Ruang terbuka hijau (RTH) sebagai area memanjang/ jalur dan / atau mengelompok yang penggunaanya lebih bersifat terbuka, tempat tumbuh tanaman, baik yang tumbuh secara alami,maupun yang sengaja ditanam. Menurut Kepala Badan Perencanaan Pembangunan Daerah (Bappeda) Klaten tahun 2015 meyebutkan ruang terbuka hijau (RTH) di Kabupaten Klaten tahun 2015 hanya sekitar 20% yang seharusnya menurut Undang-Undang Nomor 26 Tahun 2007 mensyaratkan 30% dari luas wilayah. Hal tersebut menunjukkan ketersediaan ruang terbuka hijau belum memenuhi jumlah minimal yang seharusnya sebesar 30%. Jumlah ruang terbuka hijau yang hanya sebesar 20% diperlukan penelitian untuk mengetahui kemampuan vegetasi dalam menyerap karbon dioksida sebagai upaya pengurangan emisi karbon dioksida. Salah satu permasalahan RTH di Kabupaten Klaten adalah perubahan RTH menjadi non-rth. Perubahan tersebut dapat ditunjukkan dengan penyusutan lahan pertanian Kabupaten Klaten. Penggunaanlahan pertanian di Kabupaten Klaten dari tahun 2011 hingga 2015 mengalami rata-rata penurunan 0,19%. Perubahan lahan pertanian ke non-pertanian seluas 55,2309 ha berubah menjadi perumahan 74,05%, industri 24,74%, dan jasa 1,21%. Pada tahun 2015, lahan sawah dan tegalan seluas 55,2309 ha berubah menjadi kawasan permukiman seluas 40,8997 ha, kawasan industri seluas 13,6631 ha, kawasan jasa 0,6681 ha(klaten dalam angka 2016). Perubahan tersebut menunjukkan penyusutan ruang terbuka hijau/vegetasi khususnya lahan pertanian di Kabupaten Klaten. Selain perubahan lahan sawah menjadi lahan terbangun yang tercatat dari BPS, penyusutan lahan hijau di Kabupaten Klaten dapat dilihat perubahan lahan hijau menjadi lahan terbangun seperti Gambar 1.1 berikut ini. 4 (a) Gambar 1. 1 RTH di belakang kompleks Pemkab Klaten a)maret 2015 dan b)agustus 2017 (b) (Sumber: a)google Maps Maret 2015 dan b)dokumentasi primer) Gambar 1.1 adalah lahan terbuka hijau yang terletak di belakang kompleks Pemkab Klaten di Jalan Pemuda Selatan, Desa Tegalyoso, Kecamatan Klaten Selatan. Pada Maret 2015 lahan tersebut masih berupa tanah lapang berumput dengan sedikit pepohonan. Sedangkan pada tahun 2017 atau saat ini lahan tersebut mengalami perubahan menjadi lahan terbangun untuk pembangunan Kantor Dinas Kependudukan dan Pencatatan Sipil. Pembangunan tersebut diperlukan untuk memenuhi saranan gedung lama yang kurang memadai. Pembangunan ini menyebabkan berkurangnya RTH dan penyusutan biomassa meskipun dalam jumlah yang sedikit. Perubahan RTH menjadi non-rth merupakan salah satu permasalahan yang dapat mengancam eksistensi biomasssa jika terjadi secara terus-menerus. Keberadaan RTH yang semakin berkurang khususnya di sekitar pusat kota berdampak pada penyusutan biomassa yang memungkinkan menurunya pengendalian emisi karbon dioksida oleh biomassa sehingga terjadi pencemaran lingkungan yang lebih tinggi. Upaya pengurangan emisi karbon dioksida dapat dilakukan dengan pelestarian ruang terbuka hijau. Vegetasi mampu menyerap karbon dioksida melalui proses fotosintesis dan menghasilkan oksigen. Kemampuan daya serap tersebut diperoleh dari kandungan biomassa pada vegetasi khususnya biomassa permukaan. Vegetasi memiliki peran penting dalam mitigasi perubahan iklim perlu adanya estimasi perhitungan kemampuan penyerapan karbon dioksida. Perhitungan secara konvesional memerlukan waktu dan biaya yang mahal karena memerlukan survei lapangan dan uji laboratorium untuk mengetahui cadangan 5 karbon. Alternatif atau cara lain yang lebih efektif dan efisien, dapat menggunakan pendekatan penginderaan jauh berdasarkan kandungan biomassa permukaan. Pada penelitian sebelumnya yang menggunakan data penginderaan jauh untuk perhitungan kemampuan daya serap karbon dioksida dilakukan oleh Widodo (2014) menggunakan data ALOS AVNIR-2 yang memiliki resolusi spasial 20m untuk estimasi kemampuan daya serap karbon dioksida berdasarkan biomassa hijau. Tujuan penelitian tersebut untuk mengestimasi agihan biomassa hijau berdasarkan nilai indeks vegetasi, mengestimasi daya serap emisi karbon dioksida, dan menganalisis keeratan hubungan antara biomassa hijau dan kemampuan daya serap emsisi karbon doksida di Kota Surakarta. Metode yang digunakan adalah transformasi indeks vegetasi Normalized Vegetation Different Index (NDVI) untuk mengklasifikasi kerapatan vegetasi untuk mengetimasi kandungan biomassa permukaan sehingga dapat diketahui estimasi penyerapan emisi karbon dioksida. Data penginderaan jauh memiliki kemampuan untuk pemetaan di permukaan bumi, salah satunya banyak dimanfaatkan dalam pemantauan sumber daya lahan terutama vegetasi. Citra Landsat 8 adalah salah data penginderaan jauh pasif dengan resolusi menengah yang memiliki dua sensor yaitu OLI (Operational Land Imager) dan TIRS (Thermal Infrared Sensor). Data Landsat 8 merupakan data level 1T (ortoreaktifikasi) telah terkoreksi geometrik.landsat 8 merekam setiap 16 hari sekali menggunakan 11 saluran pada sensor TIRS dan 8 saluran dengan sensor OLI. Pada sensor OLI maupun TIRS menggunakan saluran inframerah dekat dan saluran inframerah-1 dimana sangat cocok digunakan untuk pemantauan vegatasi. Berdasarkan latar belakang di atas penulis bermaksud melakukan penelitian yang berjudul Estimasi Kemampuan Daya Serap Kandungan Biomassa terhadap Karbon Dioksida (CO2)Memanfaatkan Citra Landsat 8 di Kabupaten Klaten. Metode penelitian yang digunakan adalah analisis data sekunder dilengkapi survei lapangan. Penelitian ini menggunakan data Landsat 8 karena kemudahan perolehan data dan data bersifat aktual. Perbedaan penelitian ini dengan 6 sebelumnya adalah penggunaan indeks vegetasi inframerah II/Normalize Difference Infrared Index (NDII) hasil dari modifikasi atas NDVI, yaitu pengurangan dan penisbahan antara saluran inframerah dekat dan saluran inframerah-1. Pemilihan indeks vegetasi tersebut berdasarkan Jensen (2005) dalam Danoedoro (2012) yang melaporkan ada beberapa kelemahan penggunaan indeks-indeks vegetasi yaitu munculnya efek saturasi pada NDVI, dimana peningkatan kerapatan vegetasi tidak diimbangi dengan peningkatan NDVI. Berdasarkan kandungan biomassa permukaan selanjutnya dapat diestimasi kemampuan penyerapan karbon dioksida dari reaksi fotosintesis. Penelitian ini diharapkan menyajikan informasi yang lebih baik dibandingkan dengan penelitian yang serupa sebelumnya. 1.2 Perumusan Masalah 1. Bagaimana besarnya hubungan transformasi indeks vegetasi dengan kandungan biomassa permukaan dalam menyerap karbon dioksida (CO 2 )? 2. Bagaimana distribusi dan jumlah kemampuan daya serap karbon dioksida (CO 2 ) berdasarkan biomassa permukaan di Kabupaten Klaten? 1.3 Tujuan Penelitian 1. Mengetahui besarnya hubungan transformasi indeks vegetasi dengan kandungan biomassa permukaan dalam menyerap karbon dioksida (CO 2 ) 2. Menganalisis distribusi dan jumlah daya serap biomassa permukaan terhadap karbon dioksida (CO 2 ) di Kabupaten Klaten. 1.4 Kegunaan Penelitian Adapun kegunaan yang diharapkan dari penelitian ini secara ilmiah dan secara praktis yaitu: 1. Menyajikan informasi kandungan biomassa permukaan dalam menyerap karbon dioksida di Kabupaten Klaten melalui pendekatan analisis data penginderaan jauh dan pengolahan citra digital 2. Sebagai bahan pertimbangan atau saran bagi pemerintah untuk meningkatkan dan mempertahankan ruang terbuka hijau yang berperan dalam pengurangan emisi karbon dioksida (CO 2 ) 7 3. Meningkatkan kesadaran dan kepedulian masyarakat terhadap pentingnya ruang terbuka hijau untuk keberlangsungan lingkungan hidup yang sehat. 1.5 Telaah Pustaka dan Penelitian Sebelumnya Telaah Pustaka Biomassa IPPC (2009) dalam Sutaryo (1995) menyatakan biomassa adalah total berat atau volume organisme/materi hidup dalam suatu area atau volume tertentu. Biomassa juga didefinisikan sebagai cadangan karbon. Pada ekosistem daratan cadangan karbon disimpan dalam 3 komponen pokok, yaitu: 1. Bagian hidup (biomassa) adalah massa dari bagian vegetasi yang masih hidup yaitu batang, ranting, dan tajuk pohon (berikut akar dan estimasinya), tumbuhan bawah atau gulma dan tanaman semusim 2. Bagian mati (nekromasssa) adalah masssa dari bagian pohon yang telah mati baik yang masih tegak di lahan (batang dan tunggul pohon), kayu tumbang/tergeletak di permukaan tanah, tonggak atau ranting, dan daun-daun gugur (seresah) yang belum terlapuk 3. Tanah (bahan organik tanah) adalah sisa makhluk hidup (tanaman, hewan, dan manusia) yang telah mengalami pelapukan, baik sebagian maupun seluruhnya, dan telah menjadi bagian dari tanah. Ukuran partikel biasanya lebih kecil dari 2 mm. Terdapat 4 cara utama untuk menghitung biomassa yaitu (i) sampling dengan pemanenan (Destructive sampling) secara in situ;(ii) sampling tanpa pemanenan (Non-destructive sampling) dengan data pendataan hutan secara in situ; (iii) Pendugaan melalui penginderaan jauh; dan (iv) pembuatan model. Inventarisasi karbon hutan menurut Sutaryo (2009) terdapat carbon pool yang diperhitungkan setidaknya ada 4 kantong karbon. Keempat kantong karbon tersebut adalah biomassa atas permukaan, biomassa bawah permukaan, bahan organik mati dan karbon organik tanah. 1. Biomassa atas permukaan adalah semua material hidup di atas permukaan. Termasuk bagian dari kantong karbon ini adalah batang, tunggul, cabang, kulit 8 kayu, biji dan daun dari vegetasi baik dari strata pohon maupun dari strata tumbuhan bawah di lantai hutan. 2. Biomassa bawah permukaan adalah semua biomassa dari akar tumbuhan yang hidup. Pengertian akar ini berlaku hingga ukuran diameter tertentu yang ditetapkan. Hal ini dilakukan sebab akar tumbuhan dengan diameter yang lebih kecil dari ketentuan cenderung sulit untuk dibedakan dengan bahan organik tanah dan serasah. 3. Bahan organik mati meliputi kayu mati dan serasah. Serasah dinyatakan sebagai semua bahan organik mati dengan diameter yang lebih kecil dari diameter yang telah ditetapkan dengan berbagai tingkat dekomposisi yang terletak di permukaan tanah. Kayu mati adalah semua bahan organik mati yang tidak tercakup dalam serasah baik yang masih tegak maupun yang roboh di tanah, akar mati, dan tunggul dengan diameter lebih besar dari diameter yang telah ditetapkan. 4. Karbon organik tanah mencakup karbon pada tanah mineral dan tanah organik termasuk gambut Pantulan Spektral vegetasi Karakteristik pantulan spektral dari vegetasi dipengaruhi oleh kandungan pigmen daun, material organik, air dan karakteristik struktural daun seperti bentuk daun dan luas daun. Karakteristik pantulan spektral dari vegetasi dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu pada bagian saluran tampak (0,4 0,7 µm) dan pada bagian saluran inframerah dekat / Near Infra Red (0,7 1,1 µm). Gambar 1.2 berikut ini menunjukkan kurva pantulan spektral objek air, vegetasi, dan tanah. 9 Gambar 1. 2 Kurva Pantulan Spektral (Sumber: Lillesand dan Kiefer, 2007) Pada bagian saluran tampak, vegetasi memiliki nilai pantulan relatif rendah pada saluran biru dan merah dengan puncak minor pada saluran hijau (Mather, 2004 dalam Budiyanto, 2014). Pantulan spektral yang rendah pada saluran biru dan merah disebabkan vegetasi menyerap banyak energi pada kedua saluran tersebut. Energi pada saluran tersebut digunakan untuk fotosintesis pada daun. Jumlah energi yang terserap pada kedua spektrum tersebut mencapai 70% hingga 90% dari total energi yang datang ke permukaan daun. Pantulan spektral pada saluran biru dan merah yang relatif lebih rendah dibandingkan pada saluran hijau memberi efek visualisasi warna hijau pada daun. Daun nampak berwarna hijau oleh mata, karena kemampuan mata dalam menangkap saluran elektromagnetis berada pada saluran tampak saja. Pantulan spektral meningkat secara drastis pada interval spektral antara 0,65 hingga 0,76 µm. Zona intervalan spektral pada pola spektral vegetasi ini disebut dengan istilah titik batas merah (red edge point). Pada interval saluran inframerah dekat memiliki pantulan spektral yang relatif tinggi. Pantulan spektral yang tinggi antara 0,76 1,35 µm. Selanjutnya pada interval 1,35 2,5 µm pantulan spektral dipengaruhi oleh struktur internal daun. Faktor pengaruh yang dominan terhadap pantulan spektral pada intervalan 1,35 2,5 µm ini adalah jumlah kandungan air pada lembar daun tersebut. Kemampuan Vegetasi Menyerap CO 2 Sutaryo (2009) menyebutkan vegtasi (pohon dan organisme foto-ototrof lainnya) melalui proses fotosintesis menyerap CO 2 dari atmosfer dan mengubahnya menjadi karbon organik (karbohidrat) dan menyimpannya dalam biomassa tubuhnya seperti dalam batang, daun, akar, umbi buah dan-lain-lain. Keseluruhan hasil dari proses fotosintesis ini sering disebut juga dengan produktifitas primer. Aktivitas respirasi, sebagian CO 2 yang sudah terikat akan dilepaskan kembali dalam bentuk CO 2 ke atmosfer. Selain melalui respirasi, sebagian dari produktifitas primer akan hilang melalui berbagai proses misalnya herbivori dan dekomposisi. Adapun rumus dari fotosintesis adalah sebagai berikut: Energi Matahari 6CO 2 + 6H 2 O C 6 H 12 O 6 + 6O 2 Karbon dioksida (CO 2 ) diserap oleh daun dari udara dan air (H 2 O) diserap dari dalam tanah melalui suatu proses kimia dengan bantuan cahaya matahari dan zat hijau daun (klorofil) menghasilkan karbohidrat (C 6 H 12 O 6 ) sebagai cadangan makanan dan oksigen (O 2 ). Fotosintesis oeleh vegetasi menyerap CO 2 di udara kemudian mengubahnya menjadi O 2. Penyerapan CO 2 dalam jumlah besar dapat mengurangi emisi CO 2 di atmosfer sebagai gas rumah kaca penyebab pemanasan global. Oksigen yang dihasilkan dari proses fotosintesi dapat menghasilkan iklim mikro yang dapat mengurangi pemansan global dengan mendinginkan udara. Menurut IPC (2006 dalam Siwi, 2012) menyatakan daya serap beberapa tipe penutupan lahan ditunjukan pada Tabel 1.1. Tabel 1. 1 Daya Serap Vegetasi Terhadap Gas CO 2 di Beberapa Tipe Penutup Lahan Daya Serap Gas CO Tipe Penutup Lahan 2 (t CO 2 /ha/jam) (t CO 2 /ha/tahun) Ladang 0,15 657,000 Agroferestri Multi jenis Sederhana dengan kerapatan tinggi 0,84-1,64 2,93-3,77 Sawah 0,04 175,20 Semak dan rumput 0, ,20 Hutan 0,13 569,40 Kebun 0,13 569,40 (Sumber: IPCC, 2006 dalam Siwi, 2012) 3.679, , , ,60 Indeks Vegetasi Danoedoro (2012) menjelaskan suatu bentuk transfomasi spektral yang diterapkan terhadap citra multisaluran untuk menonjolkan aspek kerapatan vegetasi atau aspek lain yang berkaitan dengan kerapatan vegetasi. Ray (1995) dalam Danoedoro (2012) menjelaskan bahwa ada dua asusmsi dasar dalam pengembangan dan penggunaan indeks vegetasi. Asumsi yang pertama ialah bahwa beberapa kombinasi dari aljabar dari saluran-saluran spektral dapat memberikan informasi tertentu tentang vegetasi. Asumsi kedua ialah semua tanah terbuka (gundul) pada suatu citra akan membentuk suatu garis imajiner yang disebut garis tanah, apabila piksel-pikselnya diplot pada feature space. Garis tersebut diasumsikan sebagai garis yang mewakili piksel tanpa vegetasi. Danoedoro (2012) menjelaskan indeks inframerah II/NDII mengandalkan kombinasi saluran inframerah dan saluran merah karena dilandasi asumsi bahwa kedua saluran tersebut paling representatif dan secara signifikan menunjukkan kecenderungan yang berkebalikan dalam menyajikan kerapatan vegetasi. Jensen (2015) dalam Danoedoro (2012) melaporkan bahwa ada beberapa kelemahan penggunaan indeks-indeks vegetasi yaitu munculnya efek saturasi pada NDVI, dimana peningkatan kerapatan vegetasi tidak diimbangi dengan peningkatan NDVI. Indeks Inframerah II adalah hasil modifikasi NDVI, dimana saluran merah diganti dengan saluran inframerah tengah seperti ber
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks