aspek GIS dalam mengelolah hutan

Jurnal Ilmu Tanah dan Lingkungan Vol. 7 No. 2 (2007) p: 127-132
PERHITUNGAN EROSI KUANTITATIF METODE MMF DENGAN PJ DAN SIG DI DAS BENAIN-NOELMINA
Beny Harjadi
Balai Penelitian Kehutanan (BPK) Solo
Ringkasan
Karakteristik penutupan lahan suatu wilayah sangat dipengaruhi oleh kondisi bio-fisik maupun sosial ekonomi masyarakatnya. Pada wilayah dengan curah hujan tinggi berpenduduk jarang, pola penutupan lahannya lebih dominan pada tanaman tahunan, sebaliknya pada wilayah curah hujan tinggi berpenduduk padat pola penutupan lahannya lebih dominan pada tananan semusim. Sedangkan pada wilayah kering (hujan rendah) dengan penduduk jarang, pola penutupan lahannya didominasi padang rumput dan tanaman tahan kering. Kebutuhan akan data terkini, akurasi tinggi, pada areal yang luas untuk memantau perubahan satu kesatuan pengelolaan DAS.
Penelitian Aplikasi Penginderaan Jauh (PJ) dan Sistem Informasi Geografis (SIG) untuk monitoring dan Evaluasi (monev) merupakan bagian kegiatan dari Sistem Karakterisasi DAS untuk mendukung pengembangan system monev dalam pengelolaan DAS. Penelitian ini dimaksudkan untuk mendapatkan sistem karakterisasi DAS dengan parameter pendukung biofisik dan sosial ekonomi budaya sebagai dasar perencanaan dan monev serta implementasi dalam pengelolaan DAS yang sesuai dengan kondisi dan kekhasan wilayah ekosistemnya dan kewenangan daerah otonom, serta terbangunnya sistem informasi DAS.
Tujuan kegiatan kajian ini difokuskan pada zona ekologi NTT (Nusa Tenggara Timur), (Curah hujan rendah dan Penduduk Jarang) di DAS Benain-Noelmina dengan tujuan yaitu: (1) Memperoleh metode analisis data Penginderaan Jauh (PJ) dan Sistem Informasi Geografis (SIG) yang efektif untuk monev DAS, dan (2) Analisis perhitungan erosi secara kuantitatif MMF. Dari hasil analisis MMF dapat disimpulkan bahwa prioritas pertama jatuh pada Sub DAS NK (Noelmina-Kupang) dan prioritas terakhir jatuh pada Sub DAS BU (Benain-TTU).
Abstract
The characteristics of the land use of a territory were really influenced by the condition bio-physical and social his community's economics. To the territory with the high rainfall had a rare population, the pattern of the land cover was more dominant to the annual crop, conversely to the high rainfall territory had a solid population the pattern of the land cover was more dominant in a season plant. Whereas to the dry territory (low rain) with the rare inhabitants, the pattern of the land cover was dominated the meadow and the crop kept dry. The requirement would the latest data, the high accuracy, to the area that was wide to monitor the change in one unity of the watershed management.
The Application research of Remote Sensing (RS) and the Geographical Information System (GIS) to monitoring and evaluation (monev) the Characterisation System of the watershed to support the development system monev in the watershed management. This Research is meant to get the characterisation system of the watershed with the supporting parameter of biophysics and social cultural economics as the foundation of planning and monev as well as the implementation in the watershed management that in accordance with the condition and his special characteristics of the ecosystem territory and the authority of the autonomous area, as well as the development of the system of watershed information. The aim of this study activity is focussed on the NTT ecology zone (East Nusa Tenggara), (the low Rainfall and the Rare inhabitants) in the Benain-Noelmina watershed with the aim that is: (1) receive the analysis method of the Remote Sensing data (RS) and the Geographical Information System (GIS) that is effective to monev the watershed, and (2) the Analysis of the calculation of the erosion quantitatively MMF. from results of the MMF analysis (Morgan Morgan and Finney) can be concluded that the first priority falls in the Sub NK watershed (Noelmina-Kupang) and the last priority falls in the Sub BU watershed (Benain-TTU).
PENDAHULUAN
Sumberdaya alam yang berupa hutan (vegetasi), tanah, dan air mempunyai peranan yang penting dalam kelangsungan hidup manusia sehingga dalam pemanfaatannya perlu dilakukan secara optimal dan lestari. Kerusakan sumberdaya alam hutan (SDH) yang terjadi saat ini telah menyebabkan terganggunya keseimbangan lingkungan hidup daerah aliran sungai (DAS) seperti tercermin pada sering
128 Jurnal Ilmu Tanah dan Lingkungan Vol. 7 No.2 (2007)
terjadinya erosi, banjir, kekeringan, pendangkalan sungai dan waduk serta saluran irigasi (Asdak, 1995). Tekanan yang besar terhadap sumber daya alam oleh aktivitas manusia, salah satunya, dapat ditunjukkan adanya perubahan penutupan lahan dan erosi yang begitu cepat. Pengelolaan DAS dengan permasalahan yang komplek, diperlukan penanganan secara holistik, integral dan koordinatif.
Kebutuhan data terkini, akurasi tinggi, pada areal yang luas untuk memantau perubahan satu kesatuan pengelolaan DAS. Data yang diperoleh dari teknologi PJ yang telah di cek di lapangan digunakan sebagai masukan (input) bagi Sistem Informasi Geografis (SIG) untuk selanjutnya diproses dan dianalisa sehingga diperoleh peta penutupan lahan yang akurat, sebagai dasar untuk analisis perhitungan erosi kuantitatif secara digital dengan peta raster (Morgan, Morgan adn Finney, 1984). Melalui proses SIG dapat digunakan untuk mendeteksi perubahan penutupan lahan (Land cover change detection) pada suatu DAS. Bantuan PJ dan SIG sangat diperlukan untuk membantu keterbatasan dana, waktu dan tenaga kerja namun diperoleh akurasi tinggi secara mudah, cepat dan murah setiap waktu (Molenaar, 1991)..
Bertitik tolak dari permasalahan diatas maka dalam penelitian ini akan dilakukan analisis erosi kuantitatif dengan MMF sebagai parameter penetapan prioritas pengelolaan suatu DAS.
BAHAN DAN METODE
Bahan yang digunakan untuk kegiatan kajian ini adalah
1. Peta – peta dasar, antara lain :
􀂾 Peta RBI skala 1 : 250.000 dan Peta Landsystem
􀂾 Peta situasi dan administrasi dan Peta Penggunaan Lahan
2. Citra satelit digital perekaman terbaru
3. Alat tulis seperti pensil, balpoint dan alat tulis untuk penafsiran citra yaitu OHP fine full color, selotip dan plastik astralon.
4. Kertas plotter, kertas printer dan tinta warna (cartridge) untuk warna hitam, kuning, magenta dan cyan.
Sedangkan peralatan yang diperlukan antara lain :
1. Peralatan untuk interpretasi citra satelit secara visual (Loop)
2. Peralatan survei lapangan (Kompas, Abney level, dan GPS)
3. Peralatan untuk pengolahan data digital dan SIG, antara lain
• Perangkat keras (hard ware) berupa komputer
• Perangkat lunak (soft ware) untuk analisis citra yaitu ErdasImagine versi 8.7 dan PC Arc/Info versi 3.4D plus dan ArcView 3.3 untuk analisa SIG. Untuk tabulasi diperlukan Exel, microsoft word dan DBASE IIIPlus.
Tahapan kegiatan kajian sebagai berikut :
1) Pengumpulan data baik berupa peta (digita,l manual) maupun citra digital.
2) Dijitasi peta situasi dan p.dasar (tematik), peta sistem lahan (landsystem).
3) Pemrosesan citra, seperti koreksi geometri dan penajaman citra (Aronoff, 1989).
4) Klasifikasi awal citra digital baik secara digital dengan metode tidak berbantuan (unsupervised classification method), dengan perhitungan NDVI, SBI, dengan maximum likely hood, dan PCA (Poveda, 2004).
5) Penentuan lokasi sampel pada citra/peta hasil klasifikasi.
6) Kegiatan lapangan, untuk mengumpulkan data lapangan disamping itu untuk mengecek akurasi hasil klasifikasi awal seperti tersebut di atas.
7) Data hasil kegiatan lapangan dan didukung oleh analisis spektral pada citra digunakan untuk melakukan klasifikasi ulang (reklasifikasi) dengan metode klasifikasi berbantuan (supervised classification method), (Uboldi, 1997).
8) Digitasi peta penutupan lahan dari peta RBI skala 1:250.000
9) Tumpang susun (overlay) hasil klasifikasi berbantuan dengan peta tematik digital penutupan lahan.
10) Analisa perhitungan erosi metode MMF.
11) Pencetakan peta dan tabel
Model MMF (Morgan, Morgan, dan Finney) memperkirakan besarnya erosi yang tergantung dari beberapa parameter dalam kaitannya untuk penggunaan lahan : tanah, penggunaan dan penutupan lahan, dan data curah hujan (Error! Reference source not found.). Untuk memperkirakan kehilangan tanah dengan pendekatan MMF diperlukan peta variasi beberapa faktor anatar lain : energi kinetik hujan (E), kedalaman perakaran tanaman (RD), prosentase kontribusi hujan permanen dalam bentuk intersepsi dan aliran batang (A), faktor pengelolaan penutupan lahan (C), Ratio evapotranspirasi potential (Et/Eo), kapasita cadangan kelembaban tanah (MS) selanjutnya dikembangkan sampai mendapatkan peta hasil
Harjadi. Perhitungan Erosi 129
akhir seperti volume aliran permukaan tanah (Q); Laju pengaruh hujan jatuh terhadap pemecahan tanah (F), kapasitas tansport pada aliran permukaan (G).
Penutupan Lahan TANAHCurah HujanDEMLereng (o) Lereng (%) Peta Kontur /SRTM Citra Landsat Peta RBI Rupa Bumi Hari hujanFAKTOR TANAH : 1. kelembaban tanah 1/3 bar (MS) 2. Berat jenis (BD) 3. Kepakaan tanah terhadap erosi (K) FAKTOR P.LAHAN 1. Pengelolaan tanaman (C) 2. Intersepsi dan aliran air (A) 3. Evapotranspirasi (Et/Eo) 4. Kedalaman perakaran (RD) Intensitas Hujan (I=mm/hr) Energi Kinetik (E=j/m2) Aliran permukaan (Q=mm) Rc=100*MS*BD*RD*(Et/Eo)0.5Pecahan partikel tanah oleh hujan (kg/m2) F= K*(E*exp (-0.05*A)* 10-3F=K*(E*e-0.05*A)*10-3 Kapasitas aliran permukaan (kg/m2) G = C*Q2*SinS*10-3G = C*Q2*Sin(degrade(slopedeg))*10-3Keh.Tanah Minimum Min_SL = min (G,F) = kg/m2
Gambar 1. Diagram Alur Model Perhitungan Erosi Kuantitatif Metode MMF
Perkiraan perhitungan kehilangan tanah tahunan dengan membandingkan dua peta yaitu peta laju pemecahan tanah dan peta kapasitas trsanaport aliran permukaan dan diambil nilai minimum dua diantara peta tersebut. Analisis perhitungan erosi secara kuantitatif MMF oleh Morgan, Morgan dan Finney (1984) dikelaskan menjadi 4 kelas erosi, yaitu dari erosi sangat ringan (<> 480 t/ha/tahun (sangat berat). Kehilangan tanah paling sedikit dicatat pada
130 Jurnal Ilmu Tanah dan Lingkungan Vol. 7 No.2 (2007)
lahan tanaman pertanian yaitu < 15 t/ha/tahun (sangat ringan). Selanjutnya tiap-tiap tingkatan erosi dikalikan masing-masing dari erosi yang terendah 10 untuk VL, 20 untuk L, 30 untuk M., 40 untuk H, dan 50 untuk VH, dan total semuanya dibagi dengan luas masing-masing Sub DAS.
DESKRIPSI LOKASI
Lokasi penelitian berlangsung di wilayah zona ekologi yang memiliki kepadatan penduduk rendah dan curah hujan juga rendah yaitu di DAS Benain-Noelmina. Secara geografis terletak pada koordinat latitude dan longitude dari kanan atas 9o 14’ 16.9” S dan 125o 05’ 37.13” E sampai kiri bawah 10o 18’ 37.7” S dan 123o 46’ 06.44” E. DAS Benain yang terletak di kabupaten Belu, TTS (Timur Tengah Selatan/SoE) dan TTU (Timur Tengah Utara) memiliki luas 344887,5 ha, sedangkan DAS Noelmina yang terletak di kabupaten TTS dan Kupang memiliki luas 213357,9 ha. Sehingga total luas DAS Benain Noelmina yang menjadi wilayah BPDAS Kupang adalah seluas 558245,4 ha. Curah hujan rata-rata tahunan 1780 mm/th dan hari hujan rata-rata 110 hari/tahun. Perbandingan bulan basah dan bulan kering sebesar 0.5, sehingga menurut Schimdt dan Ferguson termasuk kelas iklim C. Meliputi 3 kabupaten Kupang (Amarasi, Kupang Timur, Fatuleu, Takari, Amfoang Selatan), TTS (Mollo Utara, Fatumnasi, Mollo Selatan, Polen, Kota SoE, Amanuban Barat, Batu Putih, Amanuban Selatan, Kuan Fatu, Amanuban Tengah, Amanuban Timur, Kie, Amanatun Selatan, Boking, Amanatun Utara), TTU (Miomafo Barat, Noemuti, Insana), dan Belu (Malaka Barat, Rinhat, Malaka Tengah).
Secara garis besar penutupan lahan di DAS Benain-Noelmina berupa hutan alam dengan tanaman cemara, ampupu, gliricidae, akasia, dengan sebagian besar semak belukar untuk daerah yang diterlantarkan. Beberapa daerah juga merupakan tanaman tegalan dan sawah irigasi dan tadah hujan. Bentuk lahan dari pegunungan pada ketinggian 1600 m, perbukitan, alluvial-colluvial sampai pada daerah dataran pada ketinggian 75 m. Beberapa titik penting pertemuan jalan pada perempatan atua pertigaan, dan pertemuan antara jalan dan sungai diatas jembatan ditetapkan titik-titik koordinat sebagai kunci lapangan, pada saat analisis citra satelit dengan komputer.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Tabel 1 menunjukkan hasil analisis perhitungan erosi secara kuantitatif MMF oleh Morgan, Morgan dan Finney (1984) dikelaskan menjadi 4 kelas erosi, yaitu dari erosi sangat ringan (< 15 ton/ha/th), ringan (15-60 ton/ha/th), sedang (60 - 180 ton/ha/th), berat (180 - 480 ton/ha/th). Perhitungan prioritas suatu Sub DAS dengan mempertimbangkan tingkat erosi dan luasan erosi yang terjadi, yaitu semakin berat tingka maka harus dikalikan dengan bobot yang semakin besar pula. Hal tersebut karena pada erosi yang berat dengan sedikit pengaruh saja akan berdampak buruk pada suatu Sub DAS. Dari hasil analisis MMF dapat disimpulkan bahwa prioritas pertama jatuh pada Sub DAS NK (Noelmina-Kupang) dan prioritas terakhir jatuh pada Sub DAS BU (Benain-TTU).

Sumber : Hasil analisis perhitungan MMF (Morgan, Morgan dan Finney)
Harjadi. Perhitungan Erosi 131
N5819297377495819297377498984097886859789840978868597PETA MMF DAS BENAIN NOELMINASkala 1 : 1.000.000Belu_IBelu_IIBelu_IIIBelu_IVKupang_IKupang_IIKupang_IIIKupang_IVTTS(Benain)_ITTS(Benain)_IITTS(Benain)_IIITTS(Benain)_IVTTU_ITTU_IITTU_IIITTU_IVTTS(Noelmina)_ITTS(Noelmina)_IITTS(Noelmina)_IIITTS(Noelmina)_IVI. Erosi sg.ringan <> 180/ha/th
Gambar 2. Peta MMF DAS Benain Noelmina, NTT (Nusa Tenggara Timur)
Gambar 2 merupakan peta hasil analisis perhitungan erosi secara kuantitatif dengan metode MMF ditunjukkan dari degradasi warna yang berbeda untuk masing-masing Sub DAS. Urutan prioritas Sub DAS dari yang prioritas utama sampai prioritas terakhir masing-masing berurutan : Noel Kupang, Noel TTS, Ben Belu, Ben TTS, Ben TTU.
Erosi sangat ringan < 15 ton/ha/th terluas pada wilayah Benain TTU (91.3737,6 ha) dan paling sedikit pada wilayah Noelmina Kupang (37.483,5 ha). Erosi ringan (15-60 ton/ha/th) terluas pada daerah Noelmina TTS (47.778,1 ha) dan tersempit pada daerah Noelmina Kupang (30.485,5 ha). Erosi sedang (60 – 180 ton/ha/th) terluas pada wilayah Sub DAS Noelmina Kupang (8799 ha) dan tersempit pada wilayah Sub DAS Benain Belu (6300,8 ha). Selanjutnya erosi berat (180 – 480 ton/ha/th) terluas di Noelmia TTS (5538,4 ha) dan tersempit di Benain Belu(1495,4 ha).
0100002000030000400005000060000700008000090000100000NoelKupangNoel TTSBen BeluBen TTSBen TTULuas (
ha)S.RngnRinganSedangBerat
Gambar 3. Urutan Prioritas dan Sebaran Hasil Analisis Tingkat Erosi MMF
Dari grafik Gambar 3 nampak bahwa kelima Sub DAS NL (Noelmina-Kupang), NS (Noelmina-TTS), BB (Benain-Belu), BS (Benain-TTS), BU (Benain-TTU), erosi tertinggi terjadi pada tingkat erosi ringan yaitu kurang dari 15 ton/ha/th. Keadaan sama juga terjadi pada erosi tertinggi leih dari 180 ton/ha/th pada areal yang paling sempit atau tidak luas untuk masing-masing Sub DAS.
132 Jurnal Ilmu Tanah dan Lingkungan Vol. 7 No.2 (2007)
Walaupun luas areal yang tererosi di Noelmina Kupang tidak begitu luas namun wilayah tersebut termasuk pada prioritas pertama, karena wilayah tersebut mengalami erosi berat yang sangat luas. Sebaliknya untuk Benain TTU walaupun wilayah paling luas tererosi, tetapi hanya pada tingkat erosi ringan maka wilayah tersebut tidak menjadi wilayah prioritas utama, bahkan menjadi prioritas yang terakhir.
Perhitungan dengan metode MMF (Morgan, Morgan dan Finney) untuk perhitungan erosi secara kuantitatif dalam penetapan prioritas suatu Sub DAS tidak berbeda dengan erosi yang dilakukan dengan metode kualitatif SES (Soil Erosion Status).
KESIMPULAN DAN SARAN
Penginderaan jauh dapat digunakan untuk analisis perhitungan beberapa sifat fisik antara lain arah lereng dan kemiringan lereng dari peta SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) atau dari interpolasi kontur menjadi peta DEM (Digital Elevation Model). Selanjutnya dengan analisis dengan peta raster dapat dilakukan perhitungan untuk menetapkan tingkat erosi secara kuantitatif dengan metode MMF.
Pengkelasan tingkat erosi dari sangat ringan (<15 ton/ha/th), ringan (15-60 ton/ha/th), sedang (60-180 ton/ha/th), sampai berat (180-480 ton/ha/th), dengan pemberian kelas I sampai IV. Pembobotan paling tinggi dengan pengalian erosi pada tingkat berat dan sebaliknya pembobotan terendah pada pengalian tingkat erosi ringan akan diperoleh daerah yang menjadi prioritas utama. Dari perhitungan MMF dapat diperoleh bahwa daerah yang menjadi prioritas pertama yaitu pada Sub DAS Noelmina Kupang dengan luas wilayah 81.481,1 ha, sebaliknya prioritas terakhir jatuh pada Sub DAS Benain TTU yang memiliki luas wilayah 137.237 ha.
Dalam rangka pengujian tingkat akurasi metode MMF dengan PJ dan SIG disarankan perlu dibandingkan perhitungan erosi secara manual dan survai lapangan.
DAFTAR PUSTAKA
Aronoff S.,1989. Geographical Information System. A Management Perspective. WDL Publication, Ottawa Canada.
Asdak, C. 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Molenaar, M., 1991. Status dan Problems of Geographical Information Systems. The Necessity of a Geoinformation Theory. Journal of Photogrammetry dan Remote Sensing, 46.pp 85 – 103.
Morgan R.P.C., D.D.V. Morgan dan H.J. Finney, 1984. A Predictive Model for The Assessment of Soil Erosion Risk. J. Agric. Engng. Res., 30, 245-253.
Poveda, G dan S. F. Luis. 2004. Annual dan Interannual (ENSO) Variability of Spatial Scaling Properties of a Vegetation Index (NDVI) in Amazonia. Journal of Remote Sensing of Environment 93 (2004) 391 – 401.
Uboldi J.A. dan E. Chuvieco, 1997. Using Remote Sensing dan GIS to Asses Curent Land Management in the Valley of Colorado River, Argentina, ITC Journal 1997:2.
ф