bab iv hasil dan pembahasan
advertisement
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Pengukuran Parameter Konservasi Air & Tanah Parameter konservasi air dan tanah yang diukur dalam penelitian ini, meliputi curah hujan, aliran batang, curahan tajuk, infiltrasi, aliran permukaan, dan erosi. Berdasarkan hasil pengamatan terhadap model arsitektur pohon Rauh pada dua jenis tumbuhan yang berbeda, yaitu Altingia excelsa Noronha dan Schima wallichii (DC.) Korth, menunjukkan adanya perbedaan hasil pengukuran untuk setiap parameter konservasi tanah dan air. Tabel 1 berikut menyajikan ringkasan hasil pengukuran dari setiap parameter. Tabel 1 Pengukuran parameter konservasi air & tanah pada tumbuhan A. excelsa dan S. wallichii di Taman Nasional Gunung Gede Pangrango Curah hujan (mm) Jenis Tumbuhan Curahan Aliran Batang Tajuk (mm) Infiltrasi 2 ml/mm /det (mm) Aliran Permukaan (mm) Erosi (Kg/m2) T M T M T M T M T M T M 290,11 9,67 1,02 0,03 162,79 5,43 15,16 0, 51 103,63 3,45 169,91 5,66 290,11 9,67 1,26 0.04 120,60 4,02 14,81 0,49 245,25 8,18 381,27 12,71 Altingia excelsa (Rasamala) Schima wallichii (Puspa) Keterangan: T = Total; M = Rata-rata harian Pengamatan dilakukan selama 3 bulan (Januari – Maret 2011), sebanyak 30 kali pengamatan pada dua tumbuhan yang berbeda, yaitu A. excelsa dan S. wallichii dengan kemiringan lahan 70%. Pada masing-masing plot percobaan dilakukan pengulangan sebanyak dua kali. Hasil pengukuran seluruh parameter konservasi air dan tanah pada plot percobaan tegakan A. excels dan S. wallichii (Lampiran 1 dan 2) dapat disimpulkan dalam Tabel 1. 4.2 Pembahasan dari Hasil Pengukuran Parameter Konservasi Air dan Tanah. 4.2.1 Curah Hujan Pengamatan Curah hujan dilakukan sebanyak 30 kali kejadian hujan, yaitu dimulai dari tanggal 6 bulan Januari 2011 hingga 5 Maret 2011. Pengamatan ini di lakukan tiga kali pengulangan pada tempat terbuka, yang berdekatan dengan plot sampel penelitian. Hasil pengukuran di lapangan dapat dilihat pada Tabel 1. Curah hujan memiliki nilai yang bervariasi, dengan rata-rata curah hujan harian sebesar 9,67 mm dengan nilai tertinggi yaitu 41.4 mm dan terendah 4.3 mm. Total nilai curah hujan selama 30 kali pengamatan yaitu 290.11 mm. 4.2.2 Aliran Batang Tabel 1 menunjukkan bahwa hasil pengukuran aliran batang pada dua sampel tumbuhan, yaitu A. excelsa dan S. wallichii, terdapat perbedaan. Nilai rata-rata aliran batang pada tumbuhan A. excelsa jauh lebih rendah dibandingkan tumbuhan S. wallichii. Nilai rata-rata aliran batang pada A. excelsa yaitu 0.03 mm, untuk 30 pengamatan dengan total 1.02 mm, sedangkan nilai rata-rata aliran batang pada tumbuhan S. wallichii yaitu 0.04, dengan total 1.26 mm. Tingginya aliran batang pada arsitektur pohon model Rauh berhubungan dengan pola percabangannya. Percabangan pada arsitektur pohon model Rauh berbentuk orthotropik, dan bentuk ini akan meningkatkan aliran batang, karena cabangcabang yang tumbuh vertikal berfungsi sebagai penampungan air hujan, yang selanjutnya dialirkan ke batang. Berdasarkan hasil pengukuran terdapat perbedaan yang singnifikan terhadap besarnya aliran batang A. excelsa dengan S.wallichii. Kedua tumbuhan ini memiliki pola percabangan batang yang sedikit berbeda, walaupun bentuk percabangan pada kedua tumbuhan ini orthotropik, tetapi arah percabangan pohon A. excelsa lebih sedikit datar daripada pohon S.wallichii, sehingga hal mempengaruhi kemampuan penyerapan air pada batang. Air hujan yang jatuh pada percabangan pohon A. excelsa akan lebih cepat jatuh ke permukaan tanah tanpa melalui batang dibandingkan dengan air hujan yang jatuh pada percabangan pohon S.wallichii, karena arah percabangan S.wallichii lebih condong ke atas daripada A. excelsa. Menurut Penman (1963), aliran batang akan lebih besar pada tumbuhan yang memiliki percabangan tegak dan batang berkulit licin. Percabangan tumbuhan S. wallichii lebih tegak dan lebih tinggi daripada tumbuhan A. excelsa, selain itu diameter batang tumbuhan S. wallichii berukuran 1,5 m, lebih besar daripada tumbuhan A. excelsa yang hanya 0,8 m. Menurut Dabral dan Rao (1968) dalam Aththorick semakin besar diameter pohon yang diteliti, semakin besar aliran batang yang terjadi. Tekstur batang A. excelsa kulit batang beralur ke samping, sedangkan pada batang S. wallichii kulit batang beralur lurus ke bawah membentuk kanal. Dengan demikian, air yang mengalir pada batang S. wallichii akan lebih besar dan cepat jatuh ke tanah. sehingga sesuai dengan hasil pengamatan bahwa aliran batang tumbuhan S.wallichii lebih besar dari pada tumbuhan A. excelsa. Selain daripada itu, diameter batang tumbuhan S.wallichii lebih besar daripada tumbuhan A. excelsa, serta morfologi kulit batang S.wallichii berbeda dengan A. excelsa. Pada kulit batang S.wallichii terbentuk kanal-kanal kecil, morfologi seperti ini akan mempermudah air turun ke permukaan tanah melalui batang, dengan demikian aliran batang pada S.wallichii lebih besar daripada A. excelsa. Peristiwa hujan merupakan salah satu rangkaian yang berperan dalam peredaran unsur hara. Unsur hara yang ada di daun akan tercuci oleh air hujan. Peredaran unsur hara dari atmosfer akan terbawa oleh air hujan melalui aliran batang dan curahan tajuk. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Indra Fermanto di DAS Cipeureu Hutan Gunung Walat Sukabumi tumbuhan S.wallichii menyumbangkan 0,014-1,327 kg/ha/th, dengan urutan terbesar hingga terkecil yaitu unsur nitrogen, kalium, pospor, kalsium, dan magnesium. 4.2.3 Curahan Tajuk Berdasarkan hasil pengukuran selama 30 kali pengamatan diketahui bahwa rata-rata curahan tajuk untuk tumbuhan A. excelsa yaitu 5,43 mm dengan total 162,79 mm, sedangkan rata-rata curahan tajuk pada tumbuhan S. wallichii yaitu 4,02 mm, dengan total 120,60 mm (Tabel 1). Tingginya curahan tajuk pada tumbuhan berhubungan erat dengan tebal tipisnya lapisan tajuk (strata) yang membentuk tegakan, suhu, dan kecepatan angin (Zinke, 1967). Tumbuhan A. excelsa memiliki tajuk yang lebih lebar daripada S. wallichii (A. excelsa ratarata 4,22 meter dan S. wallichii 3,67 meter). Sedangkan tajuk S. wallichii (ratarata 5,97 meter) lebih tebal dibandingkan dengan tajuk A. excelsa (rata-rata 4,77 meter), selain daripada itu, susunan daun A. excelsa kurang rapat dibandingkan dengan susunan daun S. wallichii. Tata letak daun pada tumbuhan A. excelsa dan S. wallichii berbentuk spiral, walaupun keduanya memiliki tata letak daun yang spiral, tetapi memiliki deret fibonasi yang berbeda. Tumbuhan A. excelsa memiliki deret fibonasi 1/3, sedangkan S. wallichii 2/5. Besar sudut divergensi untuk tumbuhan A. excelsa adalah 1200 dan tumbuhan S. wallichii 900. Semakin rapat tatak letak daun dari suatu tumbuhan maka semakin kecil nilai deret fibonasinya. Terdapat hubungan yang positif anatara tata letak daun dengan besarnya curahan tajuk dari suatu tumbuhan. Ditinjau dari tata letak daun dan sudut divergensinya, tumbuhan S. wallichii memiliki tata letak daun yang lebih rapat daripada A. excelsa. Dengan demikian tumbuhan S. wallichii memiliki curahan tajuk yang lebih kecil daripada tumbuhan A. excelsa. Curahan tajuk tidak hanya sekedar peristiwa turunnya air hujan melalui tajuk semata, tetapi air yang mengalir tersebut akan mencuci unsur hara yang ada di permukaan daun, sehingga peristiwa curahan tajuk ini berperan dalam peredaran unsur hara. Hasil penelitian yang dilakukan oleh Fermanto (2000) di DAS Cipeureu Hutan Pendidikan Gunung Walat Sukabumi terhadap tumbuhan S. Wallichii menunjukkan peristiwa curahan tajuk menyumbangkan unsur hara cukup tinggi, yaitu berkisar antara 0 - 7,728 kg/ha/tahun, dengan urutan terbesar hingga terkecil yaitu, N, K, P, Ca, dan Mg. 4.2.4 Intersepsi Berdasarkan hasil pengukuran intersepsi menunjukkan bahwa intersepsi curah hujan dari tumbuhan A. excelsa dan S. wallichii cukup besar yaitu 30,38 % dan 57,95 % (Tabel 2). Perbedaan besaran intersepsi pada kedua tumbuhan tersebut di pengaruhi oleh indeks luas daun (LAI, leaf area index). Indeks luas daun pada tumbuhan S. wallichii jauh lebih lebar daripada daun A.excelsa, dengan demikian pada tumbuhan S. wallichii daripada A. excelsa. akan memiliki intersepsi lebih besar Tabel 2 Jumlah air hujan, aliran batang, curahan tajuk dam intersepsi pada tumbuhan A. excelsa dan S. wallichi di Taman Nasional Gunung Gede Pangrango. Curah Jenis Tumbuhan hujan (Rainfall) Aliran batang Curahan tajuk Intersepsi (Stemflow) (Throughfall) (Interception) (mm) (mm) (%) (mm) (%) (mm) (%) 290,11 1,02 0,35 200,95 69,27 88.14 30,38 290,11 1,26 0,43 120,72 60,33 168,13 57,95 Altingia excelsa (Rasamala) Schima wallichii (Puspa) . 4.2.5 Infiltrasi Pada Tabel 1 dapat dilihat bahwa nilai infiltrasi harian untuk tanah di bawah tegakan A. excelsa selama 30 kali pengukuran yaitu rata-rata 0,51 ml/mm2/detik, dengan nilai total sebesar 15,16 ml/mm2/detik, sedangkan pada tanah di bawah tegakan S. wallichii yaitu rata-rata 0,49 ml/mm2/detik dengan total selama 30 kali pengamatan 14,81 ml/mm2/detik. Infiltrasi dipengaruhi oleh sifat tanah, diantaranya struktur tanah, tekstur tanah, serta kandungan air tanah pada saat infiltrasi terjadi (Arsyad 2006). Berdasarkan hasil analisis contoh tanah yang dilakukan di Laboratorium Balai Penelitian Tanah, diketahui bahwa tekstur tanah pada area penelitian ini 49% bersifat liat, 39% debu, dan 12% pasir. Data ini menunjukkan bahwa kemampuan tanah untuk menyerap air sangat rendah, karena tanah yang mengandung liat dalam jumlah yang tinggi dapat tersuspensi oleh tumbukan butir-butir hujan yang menimpanya tersuspensi tersebut, air akan lebih banyak mengalir pada permukaan, daripada meresap ke dalam tanah. sehingga menyebabkan terjadinya aliran permukaan dan erosi yang tinggi. 4.2.6 Aliran Permukaan dan Erosi Berdasarkan hasil pengukuran, pada Tabel 1 dapat dilihat bahwa besarnya aliran permukaan yang terukur berkaitan erat dengan besarnya erosi yang terjadi. Aliran permukaan tumbuhan S. wallichii lebih besar daripada tumbuhan A. excelsa. Rata-rata harian aliran permukaan tumbuhan A. excelsa selama 30 kali pengamatan yaitu 3,45 mm, dengan total 103,63 mm, sedangkan pada tumbuhan S. wallichii rata-rata aliran permukaannya yaitu 8,18 mm, dengan total 245,25 mm. Besarnya aliran permukaan akan sangat mempengaruhi besarnya erosi yang terbentuk. Besarnya erosi pada plot tegakan tumbuhan A. excelsa yaitu rata-rata 5,66 kg/m2/hari dengan total 169,91 kg/m2/bulan atau 1,23 ton/ha/tahun, sedangkan pada plot tegakan tumbuhan S. wallichii yaitu rata-rata 12,71 kg/m2/hari dengan total 381,27 kg/ m2/bulan atau 2,76 ton/ha/tahun. Berdasarkan hasil pengukuran aliran permukaan erosi dari kedua tumbuhan tersebut, maka dapat diketahui bahwa erosi yang terjadi pada plot tegakan S. wallichii jauh lebih besar dari pada plot tegakan tumbuhan A. excelsa. Hal ini menunjukkan bahwa tumbuhan A. excelsa mampu mengkonservasi tanah dan air dengan baik, sehingga tumbuhan ini dapat menahan tanah untuk tidak terbawa air lebih banyak yang menyebabkan tingginya erosi. Peristiwa aliran permukaan tidak hanya membawa air dari permukaan tanah saja, tetapi air yang mengalir tersebut akan mencuci unsur hara pada lapisan top soil, sehingga unsur hara tersebut akan berkurang. Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan oleh Hanafi (2002) di DAS Cipeureu Hutan Pendidikan Gunung Walat Sukabumi, dihasilkan bahwa unsur hara di bawah tegakan tumbuhan S. wallichii yang tercuci melalui aliran permukaan berkisar antara 1,57-8,84 gr/ha/bln, dengan urutan unsur dari terbesar hingga terkecil, yaitu N, Ca, K, Mg, dan P. Peristiwa pencucian ini akan berpengaruh cukup besar terhadap jumlah unsur hara yang ada dalam tanah, dengan demikian peranan tumbuhan untuk menyerap air berkorelasi positif dengan pencucian unsur hara. Semakin kuat akar tumbuhan menyerap air, maka semakin sedikit tanah kehilangan unsur hara melalui peristiwa aliran permukaan tersebut 4.3 Hubungan Curah Hujan, Aliran Batang, Curahan Tajuk, dan Aliran Permukaan terhadap Erosi. Hasil pengukuran untuk setiap perameter konservasi air dan tanah, selanjutnya dianalisis dengan menggunakan Analisis Komponen Utama (AKU), dengan tujuan untuk mereduksi data, sehingga dapat diketahui parameter yang paling berpengaruh terhadap besarnya erosi yang terjadi pada plot percobaan, ditinjau dari besarnya sudut yang terbentuk (Gambar 9). Selain itu, untuk mengetahui nilai korelasi antar parameter dilakukan pengujian korelasi dengan menggunakan rumus product moment. Berikut ini gambar hasil analisis parameter utama pada tumbuhan A. excelsa. 0.4 Sfi 0.2 Komponen Kedua 0.0 E Ap CH -0.2 Tfi -0.4 -0.6 -0.8 If -1.0 -0.1 0.0 0.1 0.2 Komponen Pertama 0.3 0.4 0.5 Gambar 9 Interaksi antar parameter curah hujan (CH), tinggi aliran batang (Sfi), tinggi curahan tajuk (Tfi), aliran permukaan (Ap), infiltrasi (If) dengan erosi (E) pada tumbuhan A. excelsa, pada kemiringan lahan 70% dengan model arsitektur pohon Rauh di hutan Taman Nasional Gunung Gede pangrango. Berdasarkan Gambar 9 dapat dilihat bahwa terdapat hubungan yang signifikan antarparameter curah hujan dengan parameter lainnya, seperti curah hujan dengan aliran permukaan. Pertambahan tinggi curah hujan mengakibatkan naiknya aliran permukaan dari suatu plot percobaan. Hal ini terbukti dengan nilai korelasi yang terdapat pada Tabel 3; nilai korelasi antara curah hujan dengan aliran permukaan adalah 0.78. Nilai ini cukup signifikan untuk menjelaskan hubungan yang sangat kuat dari kedua kompoenen tersebut. Aliran permukaan merupakan parameter konservasi air dan tanah yang paling berpengaruh terhadap erosi. Hal ini ditunjukkan oleh besarnya sudut yang terbentuk dari kedua parameter tersebut. Semakin kecil (lancip) sudut yang terbentuk, maka akan semakin besar pengaruhnya (diperoleh hasil yang berbeda). Pada tumbuhan A. excelsa, aliran permukaan memiliki hubungan sangat erat dengan erosi, hal ini terlihat dari sudut yang terbentuk pada Gambar 9. Selain ditinjau dari besarnya sudut yang terbentuk, berdasarkan Tabel 3, diketahui bahwa nilai korelasi aliran permukaan terhadap erosi pada tumbuhan A. excelsa yaitu 0,98 dengan α = 5 %. Nilai korelasi ini berdasarkan kriteria dari koefisien korelasi, maka signifikan untuk menjelaskan bahwa kedua parameter tersebut memiliki hubungan yang sangat erat. Semakin tinggi aliran permukaan, maka akan semakin tinggi pula besarnya erosi yang terjadi. Besarnya aliran permukaan sangat berhubungan erat dengan parameter konservasi air dan tanah lainnya, diantaranya curah hujan, curahan tajuk, aliran batang, kemampuan tanah untuk meyerap air (infiltrasi). Apabila air hujan yang jatuh ke permukaan tanah baik melalui batang maupun tajuk cukup besar, maka aliran air pada permukaan tanahpun akan besar, terkecuali pada tanah yang memiliki infiltrasi tinggi, maka air akan lebih banyak terserap kedalam tanah. Pada Tabel 3, dapat dilihat bahwa nilai korelasi aliran permukaan dengan curah hujan, curahan tajuk, aliran batang, dam infiltrasi, secara berurutan yaitu 0,78, 0,81, 0,60, -0,15. Tabel 3 Matrik korelasi antarparameter konservasi air dan tanah pada tumbuhan A. excelsa di hutan PPKAB Taman Nasional Gunung Gede Pangrango Curah hujan Aliran batang Curahan tajuk Infiltrasi Aliran batang 0,50 Curahan tajuk 0,87 0,40 Infiltrasi Aliran permukaan Erosi -0,16 -0,26 -0,03 0,78 0,60 0,81 -0,15 0,71 0,59 0,73 -0,17 Aliran permukaan 0,98 Dari seluruh parameter yang diukur, hanya satu parameter yang memiliki nilai korelasi rendah terhadap erosi, yaitu infiltrasi. Hal ini menunjukkan bahwa infiltrasi memiliki hubungan terbalik dengan erosi. Semakin besar nilai infiltrasi maka semakin kecil erosi yang terjadi. Besarnya nilai infiltrasi menunjukkan bahwa tanah pada plot A. excelsa memiliki kemampuan untuk menyerap air sangat rendah. Dengan demikian air hujan akan lebih banyak mengalir di permukaan daripada terserap ke dalam tanah. Hal inilah yang menyebabkan terjadinya erosi. Untuk mengurangi besarnya air yang mengalir pada permukaan, maka kehadiran tumbuhan sangat dibutuhkan, karena akar tumbuhan memiliki kemampuan untuk menyerap air, sehingga bahaya erosi dapat diminimalisir. 0.4 Tfi Komponen Kedua 0.2 Sfi E 0.0 Ap -0.2 -0.4 CH -0.6 -0.8 If 0.0 0.1 0.2 0.3 Komponen Pertama 0.4 0.5 Gambar 10 Interaksi antar parameter curah hujan (CH), tinggi aliran batang (Sfi), tinggi curahan tajuk (Tfi), aliran permukaan (Ap), infiltrasi (If) dengan erosi (E) pada tumbuhan S. wallichii, pada kemiringan lahan 70% dengan model arsitektur pohon Rauh di hutan Taman Nasional Gunung Gede pangrango. Berdasarkan Gambar 10 dapat dilihat bahwa pada tumbuhan S. wallichii sedikit berbeda dengan tumbuhan A. excelsa. Pada tumbuhan S. wallichii aliran permukaan dan aliran batang lebih besar pengaruhnya terhadap erosi. Hal ini terlihat dari besarnya sudut yang terbentuk pada Gambar 10. Ditinjau dari nilai korelasinya (Tabel 4), diketahui bahwa aliran permukaan memiliki hubungan paling erat dengan erosi, dengan nilai korelasi 0,96 dengan α = 5 %. dan aliran batang 0,74. Hal ini disebabkan, S. wallichii memiliki diameter batang lebih besar, dan morfologi kulit batang yang berkanal, sehingga air hujan yang mengalir melalui batang akan lebih besar, sehingga menyebabkan air yang mengalir pada permukaan menjadi besar. Pada tumbuhan S. wallichii curahan tajuk memiliki hubungan lebih rendah dengan erosi daripada tumbuhan A. excelsa. Hal ini diakibatkan pola percabangan tumbuhan A. excelsa yang berbeda dengan tumbuhan S. wallichii. Tumbuhan A. excelsa memiliki pola percabangan yang jauh lebih banyak, dengan demikian air hujan yang tertampung pada tumbuhan A. excelsa lebih banyak daripada tumbuhan S. wallichii. Seperti halnya tumbuhan A. excelsa, pada plot tumbuhan S. wallichii juga memiliki infiltrasi yang rendah, dengan demikian nilai erosinya ditunjukkan dari nilai korelasi antar kedua parameter yang sangat kecil, yaitu -0,02 (α = 5 %). Kemampuan tanah menyerap air di bawah tegakan S. wallichii sangat rendah, sehingga menyebabkan air lebih banyak mengalir pada permukaan. Dengan demikian peranan tumbuhan sangat dibutuhkan untuk mengurangi erosi, dengan adanya tumbuhan, air yang mengalir pada permukaan, akan sedikit terserap oleh akar tumbuhan, sehingga bahaya erosi akan menurun. Tabel 4 Matrik Korelasi antara parameter konservasi air dan tanah terhadap erosi pada tumbuhan S. wallichii Curah hujan Aliran batang Curahan tajuk Infiltrasi Aliran permukaan Erosi Aliran batang Curahan tajuk Infiltrasi Aliran permukaan 0,43 0,23 0,65 0,24 -0,13 -0,13 0,51 0,61 0,57 0,07 0,50 0,74 0,61 -0,02 0,96 Berdasarkan data perhitungan di lapangan untuk setiap parameter konservasi air dan tanah, maka dapat diketahui bahwa walaupun kedua tumbuhan tersebut memiliki model arsitektur pohon yang sama yaitu model Rauh, tetapi memiliki pengaruh yang berbeda terhadap kemampuan mengkonservasi air dan tanah. Tumbuhan A. excelsa memiliki kemampuan yang lebih baik daripada tumbuhan S. wallichii dalam mengkonservasi air dan tanah. Hal ini disebabkan oleh perbedaan morfologi batang dari kedua tumbuhan, diantaranya tekstur batang A. excelsa berserat ke samping dan tekstur kulit batang agak kasar, sehingga menyebabkan air pada batang akan lebih banyak terserap, sedangkan pada batang S. wallichii berserat lurus ke bawah membentuk kanal serta diameter batang S. wallichii yang lebih besar daripada A. excelsa, sehingga air yang mengalir pada batang S. wallichii akan lebih besar dan cepat jatuh ke tanah. Ditinjau dari kemampuan untuk mengkonservasi air dan tanah,, maka tumbuhan A. excelsa sangat baik untuk direkomendasikan sebagai tumbuhan restorasi, karena tanah di bawah tegakan A. excelsa akan lebih banyak menyimpan cadangan air, daripada tumbuhan S. wallichii.
