Biodiversitas Lansekap dan Hidrologi : Kualitas dan Kuantitas Air

Oleh : Widianto dan Kurniatun Hairiah

PTI4208 : Pertanian Berlanjut

BIODIVERSITAS LANSEKAP DAN HIDROLOGI :

KUALITAS DAN

KUANTITAS AIR

Tujuan Pembelajaran

BAGIAN 1

Contoh :

Keragaman Vegetasi, Tutupan

Lahan atau Penggunaan Lahan

dalam sebuah Lansekap (DAS)

1. DAS Way Besai di Kabupaten Lampung

Barat

2. DAS Kali Konto di Kabupaten Malang

3. DAS Sumber Brantas di Kota Batu

3 Contoh

Pengunaan Lahan: 1. DAS Way Besai – Kabupaten Lampung Barat (2002)

Sumber : Bruno Verbist (2009)


A broader view: an ecosystem consisting of a landscape with a waterbody plus all what is around…

DAS Way Besai : Sumberjaya Lampung Barat

FOREST ON THE RIDGES ?


BANK EROSION - MEANDERING

2001

1976

DAS Way Besai : Sumberjaya Lampung Barat

Sumber : Jurusan Tanah (2009)

2. DAS Kali Konto –

Kabupaten Malang (2005)

Pengunaan Lahan

DAS Kali Konto : Sumberagung, Ngantang, Malang

DAS Kali Konto : Madiredo. Pujon, Malang

Pengunaan Lahan

3. DAS Sumber Brantas –

Kota Batu (2005)

Sumber : Sudarto(2009)

DAS Sumber Brantas : Gabes, Tulungrejo, Batu

DAS Sumber Brantas : Kekep, Tuliungrejo, Batu

DAS Sumber Brantas : Brau, Gunungsari, Batu

Beberapa Penggunaan Lahan di

DAS Sumber Brantas ................

(lebih detil)

Perhatikan praktek2 pengelolaan yang diterapkan

dalam beberapa macam penggunaan lahan di DAS

Brantas Hulu :

• Manajemen Kanopi

• Pengolahan Tanah (guludan, parit, dsb)

• Penutupan Tanah (terbuka/tertutup)

• Pemupukan

• Pemberantasan Hama, Penyakit, Gulma

• Irigasi, Drainasi

• Pembuangan limbah/sampah

JERUK

SAYURAN

PINUS

PEMUKIMAN

SUNGAI

SAYURAN

APEL

HUTAN ALAMI (Tahura R. Soerjo)

Hutan (Alami) Tahura R. Soerjo

Kondisi Kerapatan Pohon, Tajuk dan Tutupan Lantai Tanah Bisa Sangat Beragam

Hutan Tanaman (Perhutani)

WORTEL

KENTANG

KOBIS

PERSIAPAN TANAM

Pertanaman Sayur : Kentang, Wortel, Kobis, dsb

Kebun Apel dan Jeruk

PENYEMPROTAN PESTISIDA

PEMUPUKAN

TUTUPAN TAJUK DAN LANTAI DASAR TANAH

TUTUPAN TAJUK DAN LANTAI DASAR TANAH

Pemukiman (Dusun, Desa)

POSISI PEMUKIMAN DAN AKTIVITAS PENDUDUK DENGAN PEMANFAATAN DAN PEMBUANGAN AIR

BAGIAN 2

Siklus Air dalam Plot

PRESIPITASI

EVAPO-

TRANSPIRASI

INTERSEPSI

PRESIPITASI

LIMPASAN

PERMUKAAN

LATERAL

PRESIPITASI

PERKOLASI

DRAINASI

Siklus Air dalam Plot

Komponen Siklus Air (yang relevan) :

• Presipitasi (Hujan)

• Intersepsi (oleh tajuk tanaman)

• Lolos Tajuk

• Infiltrasi

• Perkolasi

• Limpasan Permukaan

• Aliran Lateral (masuk)

Faktor yang berpengaruh terhadap besaran komponen siklus air di tingkat plot

Komponen

Siklus AirFaktor yang mempengaruhi besaran komponen

Presipitasi (variabel bebas)

Aliran Lateral1) Kondisi Petak di bagian Hulu/Atas

Intersepsi Penutupan Tajuk :• Kerapatan Tajuk• Tebal dan susunan Lapisan Tajuk (strata)

Lolos Tajuk • Intensitas dan durasi Hujan• Kerapatan Tajuk

Infiltrasi Laju Infiltrasi :• Porositas (makro)• Profil Tanah• Intensitas Hujan dan Simpanan Permukaan

Perkolasi Permeabilitas Tanah, Ketebalan Solum

Evapotrasnpirasi2) Ketersediaan air tanah, cuaca dan kondisi tanaman

Limpasan Permukaan Resultante semua komponen

Komponen Siklus Air

Hutan AlamHutan Tnm

PinusKebun Apel

Sayuran : Kentang

Presipitasi 100 100 100 100

Aliran Lateral

Intersepsi

Lolos Tajuk

Infiltrasi

Perkolasi

Evapotrasnpirasi

Limpasan Permukaan

Komponen Siklus Air

Hutan AlamHutan Tnm

PinusKebun Apel

Sayuran : Kentang


Aliran Lateral ? ? ? ?

Intersepsi ? ? ? ?

Lolos Tajuk ? ? ? ?

Infiltrasi ? ? ? ?

Perkolasi ? ? ? ?

Evapotrasnpirasi ? ? ? ?

Limpasan Permukaan ? ? ? ?

Estimasi Neraca Air dalam Petak

Tanamansaat terjadi hujan Diskusikan :• Berapa proporsi masing-masing komponen ketika terjadi hujan 100 %• Berapa besarnya limpasan permukaan dari berbagai macam penggunaan lahan ini• Komponen apa saja yang berbeda dari keempatnya ? Mengapa demikian ?

1) Aliran lateral tergantung dari limpasan yang berasal dari petak dibagian hulu/atasnya , dianggap sama2) Evapotranspirasi sangat kecil (nol) karena durasi kejadian yang singkat dan cuaca hujan (kelembaban udara

maksimum/jenuh)

Contoh : Perbandingan Neraca Air

Kawasan

Alami

Kawasan

Perkotaan

Komponen Siklus Air

Hutan AlamHutan Tnm

PinusKebun Apel

Sayuran : Kentang


Aliran Lateral ? ? ? ?

Intersepsi ? ? ? ?

Lolos Tajuk ? ? ? ?

Infiltrasi ? ? ? ?

Perkolasi ? ? ? ?

Evapotrasnpirasi ? ? ? ?

Limpasan Permukaan ? ? ? ?

Salah satu interpretasi jawaban (alternatif)

Komponen Siklus Air

Hutan AlamHutan Tnm

PinusKebun Apel

Sayuran : Kentang


Aliran Lateral1) x x x x

Intersepsi ++++ +++ ++ +

Lolos Tajuk ++ +++ +++ ++++

Infiltrasi +++ ++ ++ +

Perkolasi ++ ++ ++ +

Evapotrasnpirasi2) 0 0 0 0

Limpasan Permukaan + +++ +++ ++++

1) Aliran lateral tergantung dari limpasan yang berasal dari petak dibagian hulu/atasnya , dianggap sama2) Evapotranspirasi sangat kecil (nol) karena durasi kejadian yang singkat dan cuaca hujan (kelembaban udara

maksimum/jenuh)

Apakah ada yang mempunyai pendapat berbeda dengan jawaban di atas ????

Apa saja yang bisa terbawa keluar dari

Plot bersama dengan aliran permukaan ?

• Material Tanah (sedimen)

• Bahan Organik :

• Pupuk Kandang (manure)

• Kompos

• Sampah, seresah

• Unsur-unsur kimia :

• Unsur Hara

• Pupuk

• Pestisida, Herbisida, dsb

• Lainnya ........ ?

• Apa kondisi yang mendorong terangkutnya bahan-bahan tsb

bersama limpasan permukaan ?

Pertanyaan2 selanjutnya ...................

1. Apakah tindakan2 pengelolaan yang justru bisa

mendorong terjadinya :

• Limpasan permukaan

• Erosi

• Pencemaran air

PENYEMPROTAN PESTISIDA

GULUDAN DAN SELOKAN

BAGIAN 3

1. Debit sungai merupakan

total limpasan

permukaan dari semua

plot di dalam lansekap

2. Jumlah sedimen yang

terangkur sungai

merupakan kumulatif

dari erosi seluruh plot

didalam lansekap

Apakah hal-hal yang

terjadi di Plot akan sama

dengan di DAS ?

Apakah hal-hal yang terjadi di Plot akan

sama dengan di DAS ?

Limpasan

Permukaan dan

Debit

Total limpasan


plot sama atau lebih

besar dari debit banjir di

sungai

Total limpasan


plot lebih kecil dari

debit banjir di sungai

Erosi dan Sedimen Total erosi dari semua

plot lebih besar dari pada

jumlah sedimen

terangkut banjir di sungai

Total erosi dari semua

plot lebih kecil dari

pada jumlah sedimen

terangkut banjir di

sungai

Fungsi Lansekap

(DAS)

DAS atau lansekap

memiliki fungsi buffer

(menahan) dan

menyaring (filter)

DAS atau lansekap

tidak mempunyai

fungsi menahan

(buffer) dan menyaring

(filter).

Terjadi longsor tebing

dsb

Adanya cekungan (embung) alami dan relief mikro menjadi tempat singgah air permukaan sehingga tidak langsung mengalir ke sungai, meningkatkan kapasitas infiltrasi kawasan dan mengendapkan bahan terangkut air (sedimen dsb)

Best Management Practices such as “filter strips” or buffers next to surface waters help protect water quality.

stem-flow

through-fall

rainfall cloudinterception

lateral

outflow

percolation

recharge

infiltration

surface

evaporation

transpiration

canopy waterevaporation

uptake

quick-flow

baseflow

{

surface run-on

sub-surfacelateral

inflow

surface run-off

Stream:

the trees

the soil

What matters most in a ‘forest’:

the landscape

?Sumber : Meine van Noordwijk (2009)

Sumber : Susswein, P.M, M. van Noordwijk and B. Verbist (2002)

Schematic development of the landscape in a sub-watershed and its effects on storm flow, net sediment loss and dry-season base flow:

I. original forest cover, II. patches of forest opened for shifting cultivation, III. intensification of land use has brought most land into cultivation, except for riverine

borders and hedges along paths, IV. reclamation of all 'wastelands' has removed all filter strips causing a disproportional

rise in net sediment loss,V. restored agroforestry landscape with permanently vegetated contour strips and

riparian woodlands.

Sumber : Susswein, P.M, M. van Noordwijk and B. Verbist (2002)

Debit Banjir

Sedimen Terangkut

Debit Dasar (musim kemarau)


BAGIAN 4

Pengelolaan ditujukan untuk memperbaiki neraca air yang dicirikan

dengan

1. Meninimkan limpasan permukaan

2. Meningkatkan intersepsi (meningkatkan tutupan kanopi)

3. Meningkatkan kapasitas infiltrasi (porositas makro tanah dan

relief mikro)

4. Meningkatkan kapasitas tanah untuk menahan air

5. Meningkatkan kapasitas perkolasi untuk mengisi groundwater

Pengelolaan di tingkat Plot :

Pengelolaan yang ditujukan untuk mengurangi erosi dan

pencemaran agrokimia :

1. Mengurangi limpasan permukaan

2. Menurunkan laju aliran permukaan (terasering, tanam searah

kontur)

3. Melindungi permukaan tanah dari pukulan air (meningkatkan

tutupan kanopi, mulsa, cover crops)

4. Mengurangi penggunaan bahan agro-kimia (pupuk, pestisida,

herbisida)

Agroforestri bebasis kopi dan kakao : Salah satu pilihan pengelolaan (BMPs)

Tajuk berlapis

Jenis Tanaman BeragamTanaman Beragam dan Tajuk

berlapis

Lantai Tanah Tertutup Vegetasi dan Seresah

BMPs : Tanaman Penutup Tanah diantara Barisan Tanaman Pokok

Pengelolaan ditujukan untuk memperbaiki neraca air yang dicirikan

dengan :

1. Menurunkan limpasan permukaan dari plot

2. Meningkatkan luas tutupan permanen dan berlapis (menyerupai

hutan)

3. Meningkatkan kapasitas infiltrasi (porositas makro tanah dan

kekasaran permukaan/relief mikro, embung, wetlands)

4. Meningkatkan kapasitas tanah untuk menahan air

5. Meningkatkan kapasitas perkolasi untuk mengisi groundwater

(recharge)

Pengelolaan di tingkat DAS (lansekap):

Pengelolaan yang ditujukan untuk mengurangi erosi dan pencemaran

agrokimia :

1. Mengurangi limpasan permukaan dari lahan pertanian (plot)

2. Menurunkan laju aliran permukaan (terasering, barier, bangunan

penahan dan pengendali)

3. Meningkatkan luas kawasan yang tertutup permanen (kanopi, mulsa,

cover crops)

4. Mengurangi penggunaan bahan agro-kimia (pupuk, pestisida, herbisida)

5. Membangun zona penyaring (filter)


Penanaman yang rapat di sepanjang KAKISU (Sempadan Sungai)

BAGIAN 5

INDIKATOR LINGKUNGAN• Tidak ada tanah yang terbuka (bero)

• Dalam selokan dan parit mengalir air yang

jernih

• Hewan/Binatang Liar sangat banyak

• Ikan dijumpai pada selokan/sungai yang

mengalir melalui lahan pertanian

• Pada Lansekap Pertanian dijumpai aneka

vegetasi (sangat beragam)

Preston Sullivan, 2003

INDIKATOR : Air jernih dan debit dasar cukup tinggi walaupun di musim

kemarau

1. Curah hujan

2. Bentuk lahan

3. Jenis tanah

4. Kedalaman

akar (dari

vegetasi

alami)

1. Transmisi air

2. Menyangga pada

kejadian puncak

hujan

3 Infiltrasi &

melepaskan air

secara bertahap

4. Memelihara

kualitas air

5. Mengurangi

longsor

6. Mengurangi erosi

7. Mempertahankan

iklim mikro

1. Pengguna air di

daerah hilir

2. Masyarakat yang

tinggal di bantaran

sungai dan

bantaran banjir

3. Masyarakat yang

tidak memiliki

sistem

penyimpanan air

4. Masyarakat yang

tidak memiliki

sistem purifikasi,

PLTA

5. Masyarakat yang

tinggal di kaki bukit

6. Petani, Nelayan,

PLTA

7. Petani & wisatawan

1.Ketersediaan air

sepanjang waktu

2. Tinggi muka air

sampai batas

terkendali

3. Sumur dangkal yang

tidak kering

4.Ketersediaan air

bersih sepanjang

waktu

5. Intensitas kejadian

longsor

6.Ketebalan seresah &

top-soil, biodiversitas

ikan (mis: ikan bilih

kasus di Singkarak),

bioindikator bentos

7. Suhu dan

kelembaban

IndikatorRelevansi bagi

pengguna :

Karakteristik

Lokal :

Fungsi DAS (kriteria):

(Sumber: Farida& M. Van Noordwijk, 2006)

Perubahan distribusi musiman aliran

sungai di (A) DAS Kalikonto

(Indonesia), dimana pada periode ke

II (1951-1972) terjadi alih guna hutan

menjadi lahan pertanian dalam skala

besar (sumber: Bruijnzeel, 1990)

HUBUNGAN antara INDIKATOR KESEHATAN DAS dengan FUNGSI DAS

Kali Konto di musim

penghujan, Air keruh,

berlumpur…..

Darimana sumber asal

sedimen?

Water hyacinth (enceng gondok) early

warning of a new threat to the reservoir?

Pollution ~ high concentration of nutrient N and P

BAGIAN 6

Layanan Lingkungan (Ecological Services)

• Apa bentuk layanan lingkungan yang

diberikan ?

• Siapa yang memberikan layanan

lingkungan ?

• Siapa yang menerima manfaat layanan

lingkungan ?

LAYANAN LINGKUNGAN

Keuntungan yang dirasakan oleh masyarakat yang diperoleh dari adanya perbaikan ekosistem

Anak-anak bermain bebas di sungai sebagai hasil perbaikan ekosistem di daerah hulu

Foto: Kurniatun Hairiah

WATERQUALITY?

Layanan Lingkungan Biodiversitas : Penyediaan Air Bersih

Layanan Lingkungan (Ecological Services)

Selamat Menonton Film tentang Imbal

Jasa Lingkungan

RUPES – REWARDS FOR, USE OF AND SHARED

INVESTMENT IN PRO-POOR ENVIRONMENTAL SERVICES(PHASE-II)

SAMPAI DI SINI............................,

tetapi silahkan jika mau melanjutkan ke

CONTOH KASUS di THAILAND ..... Silahkan

dilanjutkan !!

CONTOH KASUS

Dari North Thailand (Sumber: D. Thomas, 2002)

Biodiversitas Lansekap dan Hidrologi : Kualitas dan Kuantitas Air

Documents