BIODIVERSITAS VEGETASI DAN FUNGSI EKOSISTEM: …

577

Jurnal Tanah dan Sumberdaya Lahan Vol 4 No 2 : 577-588, 2017e-ISSN:2549-9793

http://jtsl.ub.ac.id

BIODIVERSITAS VEGETASI DAN FUNGSI EKOSISTEM:HUBUNGAN ANTARA KERAPATAN, KERAGAMAN VEGETASI,

DAN INFILTRASI TANAH PADA INCEPTISOL LERENGGUNUNG KAWI, MALANG

Miranti Ayu Endarwati, Kurniawan Sigit Wicaksono, Didik Suprayogo*

Jurusan Tanah, Fakultas Pertanian, Universitas Brawijaya, Malang 65145* penulis korespondensi: [email protected]

Abstract

This research was aimed to analyze the relation between density, diversity vegetation to soilinfiltration as an effort to increase and stabilize function environment (vegetation, water, and soil)and as the basis of sustainable agriculture management. The study is done by using the methodsurvey by approach stratified random sampling. The population of the research landscape thesouthern part of the Kawi, in the village Wonosari, in Wonosari, Malang district, with fivestratification of land use the (1) natural forest, (2) production forest, (3) forest (sengon) people, (4)agroforestri based coffee and (5) land plant cane annuals, and at random observation repeated 3times.There are two main research activities is (1) measurement biodiversity land and (2)measurement of organic matter land, physical properties (heavy the ground, porosity and steadinessaggregated soil) and hydrology land (the rate infiltration the ground). This research result indicatesthat the decrease in organic matter and physical properties land (heavy the ground, porosity and,steadiness aggregated soil) due to transfer function forests became agricultural land use moreintensive exert infiltration negative on the ground. Biodiversity vegetation land (the diversity ofspecies , wealth type , and uniformity kind of high ) influential very real positively to infiltrate land.To it with keeping and raising biodiversitas of farmland will have a positive impact on theenvironment.

Keywords: biodiversity, ecosystem, soil infiltration, vegetation

Pendahuluan

Tingginya penurunan biodiversitas vegetasisebagai akibat alih fungsi lahan hutan menjadilahan pertanian menjadi perhatian yang seriusuntuk upaya pelestarian dan perlindunganagroekosistem. Fokus upaya pengelolaanagroekosistem telah bergeser dalam beberapatahun terakhir, tidak hanya untuk peningkatanjumlah dan pengkayaan spesies dan perbaikanhabitat agroekosistem, tetapi juga dikaitkandengan layanan lingkungan yang disediakanoleh ekosistem atau agroekosistem (Brooker etal, 2013). Biodiversitas vegetasi terkait eratdengan biodiversitas tanah, dimana di banyaklokasi terbukti terjadi penurunan yang nyataterhadap biodiversitas tanah dengan semakin

intensifnya praktek pertanian yang jugaberdampak negatif terhadap bahan organik,sifat fisik tanah dan hidrologi tanah. Schulte etal (2014) mengidentifikasi bahwa tanahmelakukan berbagai sinkronisasi layananekosistem atau 'fungsi tanah' dalam kaitannyapenyediaan bahan pangan, serat dan produksibahan bakar, penjernihan air, penyerapankarbon, siklus unsur hara dan penyediaanhabitat bagi keanekaragaman organisme,penyediaan dan menjaga kualitas air bagimasyarakat. Kapasitas tanah berbeda-berbedauntuk melakukan masing-masing fungsitersebut yang sangat tergantung daribiodiversitas tanah sebagai akibat penggunaanlahan yang berbeda dan infiltrasi merupakan

578



indikator yang baik hidrologi tanah (Thurow etal., 1986)Tingkat infiltrasi di lahan tanamantahunan lebih tinggi dibanding tanamansemusim (Li et al., 2004). Biodiversitas tanah dipenggunaan lahan yang berbeda mempengaruhikandungan bahan organik dan struktur tanahmelalui kegiatan organisme di dalam tanah.Kandungan bahan organik tanah dan kegiatanorganisme di dalam tanah serta keragamannyasangat mempengaruhi struktur tanah.Blanchart et al. (1999) menganalisis bahwacacing tanah memainkan peran utama dalammemodifikasi proses tanah yang berakibatsemakin memantapkan struktur tanah,menurunkan berat isi tanah, meningkatkanporositas tanah, kapasitas tanah menahan air,sistem aerasi dan infiltrasi tanah. Struktur tanahmerupakan pegendali hidrologi tanah, yaitutermasuk karakteristik: infiltrasi, kapasitas tanahmenahan air , pengerasan permukaan tanah (soilcrusting), erodibilitas, stabilitas agregat, kekuatantanah, dan aerasi (bobot isi tanah danporositas). Struktur tanah dipengaruhi olehtingkat penambahan bahan organik atau tingkatpengolahan tanah di penggunaan lahan yangberbeda. Manajemen bahan organik dankualitas bahan organik dapat memberikanperan yang berbeda untuk mengatur strukturtanah, dan ini tergantung pada lingkungan danmanajemen. He et al. (2009) menyatakan bahwapeningkatan bahan organik tanah akibatakumuasi residu pengolahan tanah minimummampu memperbaiki struktur tanah,kemantapan srtuktur tanah dan infiltrasi tanah.Hasil penelitian Franzluebbers (2001)menunjukkan bahwa dengan semakin tingginyabahan organik tanah akibat kegiatan pertaniantanpa olah tanah mmpu menurunkan 12 %berat isi tanah dan memperbaiki 27% lajuinfiltrasi tanah. Widianto, et al. (2004)melakukan pengamatan terhadap dampak alihfungsi hutan menjadi perkebunan kopi yangditanam secara monokultur. Hasilperbandingan menunjukkan limpasanpermukaan di hutan alam adalah 27mm, dihutan yang baru dibuka 75mm, dan di bawahtegakan kopi sampai umur 3 tahun adalah 124mm. Pengukuran laju infiltrasi menunjukkanlahan dengan tanaman kopi berumur 3 tahunmemiliki kemampuan infiltrasi terendahdibandingkan pada tegakan kopi umur 1,7, dan

10 tahun, sedangkan tegakan hutan alammemiliki kemampuan tertinggi. Berdasarkanlatar belakang tersebut, kajian hubunganbiodiversitas vegetasi dengan layanan (agro)ekosistem khususnya infiltrasi tanah menjadifokus dalam penelitian ini. Penelitian inidilakukan di toposequent lereng selatan GunungKawi, Malang. Keragaman penggunaan lahanyang dapat dijumpai meliputi lahan yangkurang intentif hingga yang intensifpenggunaan lahannya yaitu hutan alami, hutanproduksi, hutan rakyat, agroforestri danpertanian semusim. Perubahan hidrologi sangatdikendalikan oleh kerapatan biodiversitasdibanding kekayaan jenis biodiversitas vegetasi.Haghnazari et al. (2015) merekomendasi bahwastrategi manajemen lahan pertanian untuk lebihproduktif dan memberikan layanan lingkunganmeliputi (1) meningkatkan jumlah tutupantanaman, terutama tanaman yang memiliki efekpositif terhadap infiltrasi, (2) menurunkantingkat pemadatan dengan menghindaripenggunaan mesin pertanian saat tanah basah,(3) mengurangi pembentukan pemadatan tanahdi lapisan atas (soil crusting) dengan memeliharaatau memperbaiki tutupan tanaman atau mulsa,dan dengan demikian mengurangi dampakpercikan air hujan, dan (4) meningkatkanstabilitas agregat dengan meningkatkan jumlahbahan organik yang ditambahkan ke tanahmelalui dekomposisi residu dan pertumbuhanakar yang kuat. Hasil penelitian ini diharapkandapat digunakan sebagai landasan dalampengelolaan lahan pertanian berkelanjutan.

Bahan dan Metode

Penelitian ini dilakukan pada bulan Juli 2013 –Desember 2014. Penelitian ini menggunakanmetode survey dengan pendekatan StratifiedRandom Sampling. Populasi penelitian berupalansekap lereng pegunungan bagian selatanGunung Kawi, di Desa Wonosari, KecamatanWoosari, Kabupaten Malang, dengan limastratifikasi penggunaan lahan yaitu (1) HutanAlami, (2) Hutan Produksi, (3) Hutan Rakyat(Sengon), (4) Agroforestri berbasis kopi dan (5)Lahan tanaman semusim tebu, dan secara acakpengamatan diulang 3 kali. Ada dua kegiatanutama penelitian ini yaitu (1) pengukuruanbiodiversitas lahan dan (2) pengukuran bahan

579



organik, sifat fisik dan hidrologi tanah.Pengukuruan bidodiversitas lahan dilakukandengan penetapan plot pengamatan secaraacak guna analisis vegetasi dankeanekaragamanya dalam plot. Pengamatanvegtasi dilakukan pada berbagai stadia

pertumbuhan mulai jenis anakan pohon, semai,pancang, tiang, pohon dewasa hingga pohonbesar. dengan metode garis berpetak kuadratik(1 m2, 4 m2, 25 m2, 100 m2 dan 400 m2)bersarang dalam transek (20 m x 100 m)(Gambar 1).

Gambar 1. Desain jalur dan petak ukur analisis vegetasi.

Data pengamatan vegetasi dugunakan untukpenetapan Indeks Nilai Penting (INP). IndeksNilai Penting (INP) dihitung berdasarkan hasilperhitungan besaran: Kerapatan (K), KerapatanRelatif (KR), Frekuensi (F), Frekuensi Relatif(FR), Dominansi (D) dan Dominansi Relatif(DR). Nilai penting didapatkan dari hasilpenjumlahan kerapatan relatif, kerimbunanrelatif, dan frekuensi relatif yang jikadijumlahkan bernilai 300 persen. Datapengamatan vegetasi juga digunakan untukmenghitung Indeks Diversitas ShannonWienner (H’), Indeks Kekayaan Jenis Margalev(R) dan Indeks keseragaman Shannon (E).Pengukuran sifat fisik dan hidrologi tanahdilakukan di setiap plot pengamatanbiodiversitas. Pengukuruan bahan organikdilakukan dengan metode Wallkey and Black.Pengukuran sifat fisik tanah dan hidrologitanah terdiri dari tektur tanah (metode pipet),Berat Isi, Berat Jenis dan porositas tanah(metode gravimetri), kemantapan agregat(metode ayakan basah), dan laju infiltrasi tanah(metode infiltrometer). contoh tanah untukanalisis bahan organik dan sifat fisik tanahdiambil di kedalaman 0 – 10 cm, 10 – 20 cm,dan 20 – 30 cm. Analisis bahan organik dansifat fisik tanah di lakukan di LaboratoriumKimia dan Fisika tanah, Jurusan Tanah,

Fakultas Pertanian, Universitas Brawijaya.Data yang diperoleh dari hasil penelitiandianalisis secara statistik dengan menggunakanAnalisis Of Varian (Anova) dengan kriteria ujiadalah tolak H0 jika F hitung > F tabel. Apabilaterdapat perlakuan yang menunjukkan hasilbeda nyata, maka dilakukan uji BNJ dengantaraf 5% untuk menguji antar perlakuan secaralebih spesifik. Untuk mengetahui keeratanhubungan antar parameter pengamatankeragaman pohon dengan sifat fisik tanah danhidrolik tanah dilakukan uji korelasi dan regresidengan menggunakan bantuan software MicrosoftExcel dan D-STAT.

Hasil dan Pembahasan

Biodiversitas Vegetasi: Indeks NilaiPenting (INP)

Hasil analisis dominasi jenis tumbuhan (Tabel1) menunjukkan bahwa beberapa penggunaanlahan di dominasi oleh belukar daripadakomoditas utama di berbagai penggunaanlahan, seperti Leucaena leucocephala (lamtoro)dengan INP 83,34%, dan Hibiscus tiliaceus(waru) dengan INP 83,33% yang terdapat padapenggunaan lahan hutan alami, hutan produksidan lahan agroforestri.

580



Tabel 1. Dominasi Jenis dalam Stadia Pertumbuhan (Pancang, Tiang, dan Pohon) di masing-masing penggunaan lahan

Stadia Pertumbuhan Penggunaan Lahan Jenis Tanaman dengan INP tertinggi KR (%) FR (%) DR (%) INP (%)Pancang HA Schima wallichii (puspa) * 5,77 23,08 - 28,85

(DBH≤10 cm) Erythrina variegata L.(dadap) 6,82 27,27 - 34,09Leucaena leucocephala (lamtoro) 16,67 66,67 - 34,09

HP Cupressus lusitanica (pinus)* 10,42 41,67 - 41,67Persea americana(Alpukat) 10,00 40,00 - 50,00Leucaena leucocephala (lamtoro) 7,50 30,00 - 37,50Dalbergia latifolia (Sono) 7,50 30,00 - 37,50Coffea arabica;Coffea robusta (kopi) 10,42 41,67 - 52,08Albizia chinensis (Sengon) * 16,67 66,67 - 83,33

HR Hibiscus tiliaceus (Waru) 16,67 66,67 - 83,33Tectona grandisL.f. (Pohon Jati) 4,17 16,67 - 20,83Coffea arabica;Coffea robusta (kopi) * 19,87 79,49 - 99,36

AF Hibiscus tiliaceus (Waru) 2,56 10,26 - 12,82Erythrina variegata L.(dadap) 1,40 5,62 - 7,02Leucaena leucocephala (lamtoro) 2,56 10,26 - 12,82Saccharum officinarum L. (Tebu) * 25,00 100,00 - 125

TS Agathis dammara L.(pohon Damar) 0,30 1,22 - 1,52Leucaena leucocephala (lamtoro) 0,30 1,22 - 1,52

Tiang HA Schima wallichii (puspa) * 18,75 75 50 143,75(10<DBH<30 cm) Erythrina variegata L.(dadap) 20,83 83,33 50 154,17

Leucaena leucocephala (lamtoro) 15,91 63,64 33 112,55HP Cupressus lusitanica (pinus)* 22,12 88,46 50 160,58

Schima wallichii (puspa) 5,00 20,00 33 58,00Albizia chinensis (Sengon) 5,00 20,00 33 58,00

HR Albizia chinensis (Sengon) * 0,71 71,43 50 122,14Hibiscus tiliaceus (Waru) 0,29 28,57 50 78,86Tectona grandisL.f. (Pohon Jati) 0,69 2,78 25 28,47Erythrina variegata L.(dadap) 0,35 1,39 25 26,74

https://id.wikipedia.org/wiki/Saccharum_officinarum


581



Stadia Pertumbuhan Penggunaan Lahan Jenis Tanaman dengan INP tertinggi KR (%) FR (%) DR (%) INP (%)AF Coffea arabica;Coffea robusta (kopi) * 13,89 55,56 33,33 102,78

Hibiscus tiliaceus (Waru) 18,75 75,00 50,00 143,75Erythrina variegata L.(dadap) 10,00 40,00 33,33 83,33

TS Saccharum officinarum L. (Tebu) * 0,00 0,00 0 0,00Pohon (DBH≥30 cm) HA Schima wallichii (puspa) * 25,00 100,00 100,00 225,00

HP Cupressus lusitanica (pinus)* 20,00 80,00 33,00 133,00Cinnamomum zeylanicum (Keningar) 2,50 10,00 33,00 45,50Schima wallichii (Puspa) 3,45 24,11 33,00 60,56Syzygium aromaticum (Cengkeh) 2,50 10,00 33,00 45,50

HR Albizia chinensis (Sengon) * 25,00 100,00 100,00 225,00Cocos nucifera L. (Pohon Kelapa) 25,00 22,22 50,00 77,78

AF Coffea arabica;Coffea robusta (kopi) * 0,00 0,00 0,00 0,00TS Saccharum officinarum L. (Tebu) * 0,00 0,00 0,00 0,00

Keterangan: (*) Kriteria komoditas utama dan yang paling dominan.





582



Hal ini menandakan bahwa belukar yangmendominasi lahan tersebut merupakantanaman yang mampu hidup di lahan manapundan merupakan tanaman liar yang memberinaungan pada tanaman utama. Nilai pentingpada stadia pertumbuhan pancang dipenggunaan lahan tanaman semusim tebumenunjukkan nilai INP paling tinggi diantarapenggunaan lahan lainnya yaitu sebesar 152%,hal ini dikarenakan tanaman semusimmerupakan komoditas utama dan sedikitmemiliki tanaman naungan, selain itu tanamantebu hanya ditemukan dalam stadiapertumbuhan pancang karena tidak ada pohonyang tumbuh di lahan tanaman semusim. Dipenggunaan lahan hutan produksi jenis tiangyang memiliki nilai INP tinggi adalah Cupressuslusitanica (pinus), sedangkan pada lahan hutanalami adalah Schima wallichii (puspa), danErythrina variegata L.(dadap). Tumbuhan yangtermasuk stadia pohon hanya ditemukan dipenggunaan lahan hutan alami, hutan produksi,dan hutan rakyat, dimana hutan mendominasitanaman berkayu, dikarenakan hutan memilikitingkat diversitas yang cukup tinggi danmampu menampung banyak jenis tanamanberkayu yang beumur puluhan tahun danmemperkecil adanya persaingan unsur hara.

Jenis pohon di hutan alami yang mendominasiadalah Schima wallichii (puspa) (Tabel 1.). Untuklahan agrovorestri dengan komoditas kopi dantanaman semusim dengan tanaman tebu tidakditemukan adanya pohon yang memiliki DBH≥30 cm, dan tanaman naungan pun hanyadapat ditemukan dengan diameter pohon yangberukuran tiang dan pancang. Hal inimenunjukkan bahwa waktu kurang darisepuluh tahun belum mencukupi untukmenumbuhkan tegakan pohon (Widianto et al.,2004). Dominasi jenis tumbuhan diperoleh darihasil perhitungan Nilai Penting (NP) padamasing-masing jenis penggunaan lahandisajikan di Tabel 1.

Keanekaragaman, Kekayaan, danKeseragaman Jenis vegetasi

Hasil penelitian menunjukkan bahwa totalindividu suatu jenis yang ditemukan padaseluruh penggunaan lahan di lokasi penelitianadalah 1.159 pohon dengan jumlah spesiessebanyak 23 jenis. Pada pengukurankeanekaragaman, kekayaan, dan keseragamanjenis disesuaikan dengan jumlah spesies danjumlah individu tumbuhan yang terangkum diTabel 2.

Tabel 2. Analisis Keanekaragaman, Kekayaan dan keseragaman jenis di masing-masing penggunaanlahan.

NoPenggunan

LahanJumlahSpesies

Jumlah Individu suatuJenis

H (%) R (%) E (%)

1 HA 3 159 0,76 2,80 0,21

2 HP (Pinus) 9 140 1,30 1,62 0,35

3 HR (Sengon) 4 169 0,70 0,78 0,02

4 AF (Kopi) 4 258 0,75 0,54 0,21

5 TS (Tebu) 3 433 0,07 0,33 0,02

Total 23 jenis 1.159 pohon 3,58 6,07 0,81Keterangan: H: Indeks Keragaman Shannon-Winner (H’ = - Σ (pi ln pi), R: Indek kekayaan Margalef’s R =(jumlah individu suatu jenis-1)/ln Total undividu suatu jenis), E: Indeks Keseragaman Jenis (E=H’/Hmaks)

Keanekaragaman jenis pohon pada tipe iniberdasarkan nilai H’ perjenis tergolong sangatrendah. Melainkan, secara keseluruhan indekskeanekaragaman jenis tergolong tinggi.Rendahnya keanekaragaman jenis pohondisebabkan jumlah spesies yang sedikit pada

masing-masing penggunaan lahannya, selain itutinggi nilai indeks keanekaragaman padaseluruh penggunaan lahan dikarenakan jumlahspesies pada seluruh lahan bervarisi yaitu 23jenis tumbuhan, dan penyebaran jenis pohonmeluas (Tabel 2).

583



Tabel 3. Rerata Presentase Kandungan Pasir, Debu, dan Liat serta Kelas Tekstur pada kedalaman 0-10 cm, 10-20 cm, 20-30 cm dan Bahan Organik Tanah(BOT) di Lokasi penelitian

Penggunaanlahan

0-10 cm 10 - 20 cm 20 - 30 cmTekstur

BOT(%)% pasir % debu % liat % pasir % debu % liat % pasir % debu % liat

HA 33.58 52,88 13,54 56,72 37,02 14,76 49,75 42,72 11,68 PL 23 cHP (Pinus) 35,77 51,08 11,16 28,53 52,86 16,13 31,24 48,57 20,77 PL 25 cHR (Sengon) 39,99 45,77 16,55 39,49 48,73 11,40 41,95 47,73 10,43 PL 18 bcAF (Kopi) 31,58 52,97 12,14 28,41 52,51 16,23 41,67 46,80 13,13 L 14 bTS (Tebu) 43,04 44,99 15,16 26,39 52,77 18,10 27,44 53,72 15,89 L 8 a

BNJ 5 % 26,76 26,46 tn 26,76 26,46 tn 26,76 26,46 tn 1.62Keterangan: HA (Hutan Alami), HP (Hutan Produksi Pinus), HR (Hutan Rakyat Sengon), AF (Lahan Agroforestri Berbasis Kopi), dan TS (Lahan Tanaman Semusim Tebu),PL (Pasir berlempung), L (Lempung), sedangkan Rerata yang didampingi huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata berdasarkan uji BNJ (α =0,05)

584



Bahan organik Tanah dan Sifat FisikTanah

Tekstur Tanah

Kondisi tekstur di lokasi penelitian beragam (p-value < 0,05) pada lahan hutan alami memilikipresentase tekstur relatif lebih kasardibandingkan dengan hutan produksi dan lahanagroforestri, sedangkan pada Hutan Produksidan lahan Agroforestri merupakan lahandengan presentase debu terbesar danpersentase Liat terendah dengan tekstur lebihhalus (Tabel 3). Berdasarkan hasil analisis datastatistika diketahui tekstur tanah di penggunaanlahan hutan alami memiliki kandungan pasirlebih besar dibandingkan penggunaan lahanlainnya, hal ini tidak berbeda nyata denganhutan produksi dan hutan rakyat yang memilikikandungan pasir agak besar di banding lahanagroforestri dan tanaman semusim. sedangkan,lahan agroforestri dan tanaman semusimterdapat kandungan liat dikarenakan adanyapemadatan tanah. Tanah yang memilikipresentase pasir cukup besar dalam teksturnya

maka akan mudah melewatkan air dalam tanahbegitu juga sebaliknya (Suprayogo et al., 2004).

Bahan Organik Tanah

Hasil analisa bahan organik tanah di lokasipenelitian beragam (p-value < 0,05) padapenggunaan lahan hutan produksi pinus danhutan alami memiliki nilai relatif tinggi,sedangkan kandungan bahan organik tanahpada hutan rakyat sengon memiliki nilai tidakbebeda jauh dengan hutan pinus dan hutanalami. Kandungan bahan organik tanah yanglebih besar terdapat pada penggunaan lahanhutan produksi sebesar 24,60 % diikuti denganhutan alami sebesar 23,49% dan terkecil padalahan tanaman semusim tebu sebesar 8,36 %.Menurut Suprayogo et al. (2004), bahan organikmemiliki pengaruh terhadap sifat fisik tanahdiantaranya kemampuan akan menahan airmeningkat, warna tanah menjadi coklat hinggahitam, merangsang granural agregat tanah danmemantapkannya, serta menurunkan plastisitas,kohesi dan sifat buruk lainnya dari pengaruhliat.

Tabel 4. Rerata (dari kedalaman 0-10 cm, 10-20 cm, 20-30 cm) Berat Isi, Porositas, Kemantapanagregat tanah (Indeks DMR), di beberapa penggunaan lahan.

Pengunaan lahan Bobot Isi, (g/cm3) Porositas (%) Indeks DMR (mm)

HA 0,96 a 55,23 b 3,11 bHP (Pinus) 0,97 a 52,51 ab 2,46 abHR (Sengon) 0,97 a 56,52 b 1,75 aAF (Kopi) 1,13 ab 46,45 a 1,66 aTS (Tebu) 1,18 b 48,47 a 2,38 abBNJ 5% 0,83 12.19 1.68

Keterangan: HA (Hutan Alami), HP (Hutan Produksi Pinus), HR (Hutan Rakyat Sengon), AF (LahanAgroforestri Berbasis Kopi), dan TS (Lahan Tanaman Semusim Tebu), PL (Pasir berlempung), L(Lempung), sedangkan Rerata yang didampingi huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan tidakberbeda nyata berdasarkan uji BNJ (α = 0,05).

Bobot Isi dan Porositas Tanah

Bobot isi tanah dan porositas tanah di 5penggunaan lahan menunjukkan perbedaanyang nyata (p-value < 0,05). Kondisi tanah padahutan alami memiliki rata-rata bobot isi tanah(0,96 g/cm3) merupakan yang paling rendah,sedangkan rata-rata bobot isi tanah (1,18g/cm3) merupakan yang paling tinggi padalahan tebu (Tabel 4). Bobot isi tanah padapenggunaan lahan tanaman semusim (tebu)

merupakan yang paling tinggi yaitu 1,18 g/cm3,sedangkan hutan produksi pohon pinus danhutan rakyat sengon tidak memiliki perbedaannyata terhadap bobot isi pada hutan alami yaitu(0.97 g/cm3) dan merupakan yang palingrendah (Tabel 4), hal ini merupakan petunjukdari kepadatan tanah semakin padat suatutanah makin tinggi berat isinya, yang berartimakin sulit meneruskan air (infiltrasi danperkolasi) atau ditembus akar tanaman (Asdak,2004).

Jurnal Tanah dan Sumberdaya Lahan Vol 4 No 2 : 5


Struktur Tanah

Struktur tanah di 5 penggunaan lahan tidakmenunjukkan perbedaan yang nyata (0,05). Dimana struktur tanah pamemiliki nilai lebih besar (3,11 mm) danmemiliki ukuran granular sedang antara 2mm, sama halnya dengan hutan produksipohon pinus dan tanaman semusim tebu(Tabel 4). Sedangkan pada hutan rakyat sengondan lahan agroforestri berbasis koukuran agregat lebih kecil yaitu < 2 mm,dimana klasifikasi ukuran granularnya lebihhalus dibandingkan Hutan alami.

Hidrologi Tanah : Infiltrasi tanah

Hasil penelitian menujukkan hutan alamimemiliki nilai infiltrasi paling tinggi yaitu 98cm/jam dan tanaman semusim tebu memilikinilai infiltrasi paling kecil yaitu sebesar 8,59cm/jam. Sedangkan pada pinus dan sengonrelatif memiliki nilai infiltrasi hampir sama yaitu55,7 dan 67,4 cm/jam (Tabel 5).

Tabel 5. Laju Infiltrasi pada BerbagaiPenggunaan Lahan.

No Lokasi

1 HA

2 HP (Pinus)

3 HR (Sengon)

4 AF (Kopi)5 TS (Tebu)

Keterangan: HA (Hutan Alami), HP (HutanProduksi Pinus), HR (Hutan Rakyat Sengon), AF(Lahan Agroforestri Berbasis Kopi), dan TSTanaman Semusim Tebu

Hubungan Bahan Organik Tanah dan SifatFisik Tanah dengan Hidrologi Tanah

Hubungan Bahan Organik Tanah dengan LajuInfiltrasi Tanah

Berdasarkan dari hasil korelasi data padaGambar 4 menjelaskan bahwa struktur agregattanah mempunyai pengaruh yang nyataterhadap laju infiltrasi dalam taraf 5%.Persamaan regresi yang terbentuk adalah Y=4,85x - 34,81 dengan koefisien determinan (R

Jurnal Tanah dan Sumberdaya Lahan Vol 4 No 2 : 577-588e-ISSN:2549-9793

Struktur tanah di 5 penggunaan lahan tidakmenunjukkan perbedaan yang nyata (p-value <0,05). Dimana struktur tanah pada hutan alamimemiliki nilai lebih besar (3,11 mm) danmemiliki ukuran granular sedang antara 2 – 5mm, sama halnya dengan hutan produksipohon pinus dan tanaman semusim tebu(Tabel 4). Sedangkan pada hutan rakyat sengondan lahan agroforestri berbasis kopi memilikiukuran agregat lebih kecil yaitu < 2 mm,dimana klasifikasi ukuran granularnya lebihhalus dibandingkan Hutan alami.

Hidrologi Tanah : Infiltrasi tanah

Hasil penelitian menujukkan hutan alamimemiliki nilai infiltrasi paling tinggi yaitu 98

jam dan tanaman semusim tebu memilikinilai infiltrasi paling kecil yaitu sebesar 8,59cm/jam. Sedangkan pada pinus dan sengonrelatif memiliki nilai infiltrasi hampir sama yaitu55,7 dan 67,4 cm/jam (Tabel 5).

Laju Infiltrasi pada Berbagai

Infiltrasi(cm/jam)

98

67,4

55,7

23,48,59

Keterangan: HA (Hutan Alami), HP (HutanProduksi Pinus), HR (Hutan Rakyat Sengon), AF(Lahan Agroforestri Berbasis Kopi), dan TS (Lahan

Hubungan Bahan Organik Tanah dan SifatFisik Tanah dengan Hidrologi Tanah

Hubungan Bahan Organik Tanah dengan Laju

Berdasarkan dari hasil korelasi data padaGambar 4 menjelaskan bahwa struktur agregat

empunyai pengaruh yang nyataterhadap laju infiltrasi dalam taraf 5%.Persamaan regresi yang terbentuk adalah Y=

34,81 dengan koefisien determinan (R2)

sebesar 85,10%. laju infiltrasi berkorelasi positifdan sangat kuat (p=0,92) dengan bahanorganik, hasil hubungan antara bahan organikdengan infiltrasi melihatkan bahwa semakintinggi bahan organik maka semakin tinggi pulatingkat laju infiltrasi tanah pada masingpenggunaan lahan, hal tersebut menunjukkanbahwa hutan produksi dan hutan alamimemiliki tingkat infiltrasi paling besar disertaidengan tingginya kandungan bahan organikyaitu sebesar 24,60% dan 23,49%

Gambar 4. Hubungan Bahan Organik Tanahdengan Laju Infiltrasi Tanah

.

Hubungan Bobot Isi Tanah Terhadap Laju InfiltrasiTanah

Pada bobot isi tanah berkorelasi negatif dansangat kuat (p=0,92) terhadap laju infiltrasitanah. Berdasarkan grafik terlihat bahwa nilaibobot isi memberikan pengaruh yang nyataterhadap laju infiltrasi tanah pada taraf 5%.Persamaan regresi yang terbentuk a311,18x + 374,87 dengan koefisien determinasi(R2) sebesar 84%. Hasil ini menunjukkanbahwa laju infiltasi berkorelasi negatif terhadapbobot isi (BI), artinya nilaitanaman semusim tebu terlihat paling besarsehingga nilai infiltrasi juga paling kecil. Namunpada penggunaan lahan hutan alami memilikibulk density paling kecil sehingga laju infiltrasiyang terjadi semakin besar. Tanah yang padatmempunyai pori-pori makro yang lebih sedikitdaripada tanah yang remah, sehingga airmengalir akan terhambat (Widianto

Hubungan Porositas Tanah dengan Laju Infiltrasi

Pada bobot isi tanah berkorelasi positif dankuat (p=0,92) terhadap laju infi

585

88, 2017

sebesar 85,10%. laju infiltrasi berkorelasi positifdan sangat kuat (p=0,92) dengan bahan

k, hasil hubungan antara bahan organikdengan infiltrasi melihatkan bahwa semakintinggi bahan organik maka semakin tinggi pulatingkat laju infiltrasi tanah pada masing-masingpenggunaan lahan, hal tersebut menunjukkanbahwa hutan produksi dan hutan alamimemiliki tingkat infiltrasi paling besar disertaidengan tingginya kandungan bahan organikyaitu sebesar 24,60% dan 23,49%

Gambar 4. Hubungan Bahan Organik Tanahdengan Laju Infiltrasi Tanah

Hubungan Bobot Isi Tanah Terhadap Laju Infiltrasi

a bobot isi tanah berkorelasi negatif dansangat kuat (p=0,92) terhadap laju infiltrasitanah. Berdasarkan grafik terlihat bahwa nilaibobot isi memberikan pengaruh yang nyataterhadap laju infiltrasi tanah pada taraf 5%.Persamaan regresi yang terbentuk adalah Y= -311,18x + 374,87 dengan koefisien determinasi

Hasil ini menunjukkanbahwa laju infiltasi berkorelasi negatif terhadapbobot isi (BI), artinya nilai bulk density padatanaman semusim tebu terlihat paling besar

ltrasi juga paling kecil. Namunpada penggunaan lahan hutan alami memiliki

paling kecil sehingga laju infiltrasiyang terjadi semakin besar. Tanah yang padat

pori makro yang lebih sedikitdaripada tanah yang remah, sehingga air yang

Widianto et al., 2004).

Hubungan Porositas Tanah dengan Laju Infiltrasi

Pada bobot isi tanah berkorelasi positif dankuat (p=0,92) terhadap laju infiltrasi tanah.



Porositas tanah mempunyai pengaruh yangnyata terhadap laju infiltrasi dalam taraf 5%.Persamaan regresi yang terbentuk adalah Y=6,52X – 28,26 dengan koefisien determinan(R2) sebesar 62,35%. Menurut Widianto(2004), porositas tanah ymenyebabkan nilai laju infiltrasinya juga kecil.Hal ini disebabkan karena agregasi butirprimer dan bahan organik menjadi berkurang.Berdasarkan Gambar 5 dan Gambar 6 dapatdilihat bahwa porositas danmemiliki pengaruh yang berbeda terhadap lajuinfiltrasi tanah.

Gambar 5. Grafik Hubungan Bulk Densitydengan Laju Infiltrasi tanah

Gambar 6. Grafik Hubungan Porositas Tanahdengan laju Infiltrasi

Hubungan Agregat Struktur Tanah (DMR) denganLaju Infiltrasi Tanah

Pada agregat struktur tanah berkorelasi positifdan kuat (p=0,62) terhadap laju iStruktur agregat tanah mempunyai pengaruhyang nyata terhadap laju infiltrasi dalam taraf


Porositas tanah mempunyai pengaruh yangnyata terhadap laju infiltrasi dalam taraf 5%.Persamaan regresi yang terbentuk adalah Y=

28,26 dengan koefisien determinanMenurut Widianto et al.

porositas tanah yang kecilmenyebabkan nilai laju infiltrasinya juga kecil.Hal ini disebabkan karena agregasi butir-butirprimer dan bahan organik menjadi berkurang.Berdasarkan Gambar 5 dan Gambar 6 dapatdilihat bahwa porositas dan bulk density

rbeda terhadap laju

Bulk Density (BI)dengan Laju Infiltrasi tanah

Gambar 6. Grafik Hubungan Porositas Tanahdengan laju Infiltrasi

Hubungan Agregat Struktur Tanah (DMR) dengan

Pada agregat struktur tanah berkorelasi positifdan kuat (p=0,62) terhadap laju infiltrasi tanah.Struktur agregat tanah mempunyai pengaruhyang nyata terhadap laju infiltrasi dalam taraf

5%. Persamaan regresi yang terbentuk adalahY= 37,48x – 34,53 dengan koefisiendeterminan (R2) sebesar 38,76%.

Gambar 7. Hubungan Agregat StrukturTerhadap Laju filtrasi Tanah

Gambar 7 menunjukkan bahwa nilai agregatDMR tanah berbanding lurus dengan lajuinfiltrasi tanah. Hubungan struktur tanahdengan infiltrasi tanah bergantung pada tingkatkepadatan tanah dan porositas tanah.(2004) mengemukakan bahwa semakin tinggikepadatan tanah maka infiltrasi akan semakinkecil.

Hubungan Biodiversitas Vegetasi lahandengan Hidrologi Tanah

Hasil penelitian ini menunjukkan bahwakeanekaragaman jenis vegatasi berkorelasipositif kuat (p=0,62), kekaberkorelasi positif sangat kuat (p=0,94)kesamaan jenis berkorekasi positifsedang/cukup (p=0,47) terhadap infiltrasitanah, dalam taraf kepercayaan 5%.regresi yang terbentuk antara indekskeanekaragamaan jenis H’ adalah Y= 51,19x +13,87 dengan koefisien determinan (R2)sebesar 3,88%, sedangkan prsamaan regresiyang terbentuk pada indek kekayaan jenis Radalah Y= 32,99x + 10,56 dengan koefisiendeterminan (R2) sebesar 88,51%, danpersamaan pada indeks keseragaman jenis Eadalah Y= 116,56x + 32,20 dengan koefisiendeterminan (R2) sebesar 22,09% dengan lajuinfiltrasi tanah (Gambar 8).biodiversitas vegetasi dengan hidrologi Tanah(infiltrasi tanah) (Gambar 8) menunjukkanbahwa semakin tinggi tingkat tutupan lahanmaka semakin besar pula nilai laju infiltrasitanah, hal ini dikarenakan nilai

586

88, 2017

5%. Persamaan regresi yang terbentuk adalah34,53 dengan koefisien

) sebesar 38,76%.

Gambar 7. Hubungan Agregat Struktur TanahTerhadap Laju filtrasi Tanah

Gambar 7 menunjukkan bahwa nilai agregatDMR tanah berbanding lurus dengan lajuinfiltrasi tanah. Hubungan struktur tanahdengan infiltrasi tanah bergantung pada tingkatkepadatan tanah dan porositas tanah. Asdak

mengemukakan bahwa semakin tinggikepadatan tanah maka infiltrasi akan semakin

Hubungan Biodiversitas Vegetasi lahan

Hasil penelitian ini menunjukkan bahwakeanekaragaman jenis vegatasi berkorelasipositif kuat (p=0,62), kekayaan jenisberkorelasi positif sangat kuat (p=0,94)kesamaan jenis berkorekasi positifsedang/cukup (p=0,47) terhadap infiltrasitanah, dalam taraf kepercayaan 5%. Persamaanregresi yang terbentuk antara indekskeanekaragamaan jenis H’ adalah Y= 51,19x +3,87 dengan koefisien determinan (R2)

sebesar 3,88%, sedangkan prsamaan regresiyang terbentuk pada indek kekayaan jenis Radalah Y= 32,99x + 10,56 dengan koefisiendeterminan (R2) sebesar 88,51%, danpersamaan pada indeks keseragaman jenis E

,56x + 32,20 dengan koefisiendeterminan (R2) sebesar 22,09% dengan lajuinfiltrasi tanah (Gambar 8). Hubunganbiodiversitas vegetasi dengan hidrologi Tanah(infiltrasi tanah) (Gambar 8) menunjukkanbahwa semakin tinggi tingkat tutupan lahanmaka semakin besar pula nilai laju infiltrasitanah, hal ini dikarenakan nilai



keanekaragaman, kekayaan, dan kesamaan jensuatu vegetasi mampu meningkatkan lajuinfiltasi tanah dengan adanya pengaruh lainterhadap sifat fisik tanah dan kandungan bahanorganik tanah.

Gambar 8. Hubungan antara KeanekaragamanJenis, Kekayaan Jenis, dan Keseragaman Jenis(Biodiversitas Vegetasi) dengan laju infiltrasi

tanah.

Dapat diketahui bahwa semakin rapat dansemakin padatnya tutupan vegetasi suatu lahanakan memberikan distribusi bahan organikyang melimpah, serta banyaknya vegetasi akanmemberikan pengaruh positif terhadapbanyaknya ruang pori dalam tanah sehinggalaju infiltrasi tanah semakin besar. Sedangkan,Keberadaan tumbuhan bawah dapat berperanmengurangi limpasan permukaan.bawah memiliki perakaran yang dangkal


keanekaragaman, kekayaan, dan kesamaan jenissuatu vegetasi mampu meningkatkan lajuinfiltasi tanah dengan adanya pengaruh lainterhadap sifat fisik tanah dan kandungan bahan

Gambar 8. Hubungan antara KeanekaragamanJenis, Kekayaan Jenis, dan Keseragaman Jenis(Biodiversitas Vegetasi) dengan laju infiltrasi

Dapat diketahui bahwa semakin rapat dansemakin padatnya tutupan vegetasi suatu lahan

busi bahan organikyang melimpah, serta banyaknya vegetasi akanmemberikan pengaruh positif terhadapbanyaknya ruang pori dalam tanah sehinggalaju infiltrasi tanah semakin besar. Sedangkan,Keberadaan tumbuhan bawah dapat berperan

ukaan. Tumbuhanbawah memiliki perakaran yang dangkal

sehingga kemampuannya untuk menyerap danmempertahankan air serta untuk membentuksaluran-saluran masuknya air ke dalam tanahsangat rendah dibandingkan dengan tanamanjenis pohon yang memiliki perakaradalam. Sehingga laju infiltrasi tanah akanrendah pula. Kondisi tajuk yang rapat padalahan hutan dapat melindungi iklim mikrolantai hutan. Selain itu, kondisi tajuk yang rapatdapat melindungi permukaan tanah dari airhujan yang dapat memadatkan tinfiltrasi akan meningkat. Di masingpenggunaan lahan memiliki banyak tanamannaungan selain tanaman utama, dimanatanaman tersebut menjadi penting terhadapmekanisme tanah dan air karena dapat tumbuhdan bertahan hidup di daerah yangekstrim, serta memiliki perakaran yang kuatdengan penutupan tajuk cukup rapat. Sebagaicontoh pada lahan hutan alami yangmerupakan sebagian besar ditanami puspa,sengon, dan lamtoro, selain itu padapenggunaan lahan agroforestri berbasis kopimemiliki tanaman naungan yang sedikitmelimpah dan mampu memberikan kontribusipositif terhadap perubahan sifat fisik tanahmaupun hidrologi tanah. Hal tersebut berfungsimengurangi laju aliran permukaan (run off)karena air hujan tidak akan langsung jatuhmengenai permukaan tanah.menyatakan bahwa bagian air hujan yangdiintersepsi vegetasi akan menguap ke udara,yang berarti mengurangi banyaknya air hujanyang jatuh ke permukaan tanah. Sehinggamengurangi aliran permukaan dan mengurangikekuatan perusak butir-butir air hujan terhadaptanah. Oleh karena itu semakin banyakkerapatan, keanekaragaman, kekayaan, danakeseragaman jenis suatu vegetasi dapatmeningkan laju infiltasi dengan baik.Keberadaan tanaman dapat memperbesarkapasitas infiltrasi tanah, karena adanyaperbaikan sifat fisik tanah, sepertipembentukan struktur dan peningkatanporositas. Selain itu juga berfungsi dalampembentukan dan pemantapan agregat tanah.Kapasitas infiltrasi umumnya akan meningkatseiring dengan bertambahnya umutegakan/tanaman. (Suprayogo et al., 2003).

587

88, 2017

sehingga kemampuannya untuk menyerap danmempertahankan air serta untuk membentuk

saluran masuknya air ke dalam tanahsangat rendah dibandingkan dengan tanamanjenis pohon yang memiliki perakaran yangdalam. Sehingga laju infiltrasi tanah akanrendah pula. Kondisi tajuk yang rapat padalahan hutan dapat melindungi iklim mikrolantai hutan. Selain itu, kondisi tajuk yang rapatdapat melindungi permukaan tanah dari airhujan yang dapat memadatkan tanah sehingga

Di masing-masingpenggunaan lahan memiliki banyak tanamannaungan selain tanaman utama, dimanatanaman tersebut menjadi penting terhadapmekanisme tanah dan air karena dapat tumbuhdan bertahan hidup di daerah yang beriklimekstrim, serta memiliki perakaran yang kuatdengan penutupan tajuk cukup rapat. Sebagaicontoh pada lahan hutan alami yangmerupakan sebagian besar ditanami puspa,sengon, dan lamtoro, selain itu padapenggunaan lahan agroforestri berbasis kopi

miliki tanaman naungan yang sedikitmelimpah dan mampu memberikan kontribusipositif terhadap perubahan sifat fisik tanahmaupun hidrologi tanah. Hal tersebut berfungsimengurangi laju aliran permukaan (run off)karena air hujan tidak akan langsung jatuh

engenai permukaan tanah. Arsyad (2006)menyatakan bahwa bagian air hujan yangdiintersepsi vegetasi akan menguap ke udara,yang berarti mengurangi banyaknya air hujanyang jatuh ke permukaan tanah. Sehinggamengurangi aliran permukaan dan mengurangi

butir air hujan terhadaptanah. Oleh karena itu semakin banyakkerapatan, keanekaragaman, kekayaan, danakeseragaman jenis suatu vegetasi dapatmeningkan laju infiltasi dengan baik.Keberadaan tanaman dapat memperbesar

tanah, karena adanyaperbaikan sifat fisik tanah, sepertipembentukan struktur dan peningkatanporositas. Selain itu juga berfungsi dalampembentukan dan pemantapan agregat tanah.Kapasitas infiltrasi umumnya akan meningkatseiring dengan bertambahnya umurtegakan/tanaman. (Suprayogo et al., 2003).

588



Kesimpulan

Hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwapenurunan bahan organik dan sifat fisik tanah(berat isi tanah, porositas dan, kemantapanagregat tanah) akibat alih fungsi hutan menjadilahan yang lebih intensif penggunaannyamemberikan pengaruh negatif terhadap lajuinfiltrasi tanah. Biodiversitas vegetasi lahan(Keanekaragaman Jenis, Kekayaan Jenis, danKeseragaman Jenis) yang tinggi berpengaruhsangat nyata secara positif terhadap infiltrasitanah. Untuk itu dengan menjaga danmeningkatkan biodiversitas lahan pertanianakan memberikan dampak positif terhadaplayanan lingkungan.

Daftar Pustaka

Asdak, C. 2004. Hidrologi dan Pengelolaan DaerahAliran Sungai . Fakultas Pertanian – LembagaEkologi Universitas Padjajaran. Gadjah MadaUniversty Press.

Blanchart E., Albrech, A., Alegre, J., Duboisset, A.,Gilo, C., Pashanas, B., Lavelle, P. and Brussaard,L. 1999. Effects of Earthworms on SoilStructure and Physical Properties in EarthwormManagement in Tropical Agroecosystems, (edsP. Lavelle, L. Brussaard and P. Hendrix) CABInternational. P 149-172.

Brooker, R., Holland, J., Begg, G. and Zadoks, R.2013. Biodiversity, Ecosystem Services andSustaining Food Production.

Franzluebbers, A.J. 2001. Water infiltration and soilstructure related to organic matter and itsstratification with depth. Soil and Tillage Research66 (2002) 197–205.

Haghnazari, F., Shahgholi, H. and Feizi, M. 2015.Factors affecting the infiltration of agriculturalsoils: review. International Journal of Agronomy andAgricultural Research 6 (5): 21-35.

He, J., Wang, Q., Li, H., Tullberg, J.N., McHugh,A.D., Bai, Y., Zhang, X., McLaughlin, N. andGao, H. 2009. Soil physical properties andinfiltration after long-term no-tillage andploughing on the Chinese Loess Plateau. NewZealand Journal of Crop and Horticultural Science37:3, 157-166.

Li, P., Li, Z. and Lu, K. 2004. Effect of vegetationcover types on soil infiltration under simulatingrainfall. ISCO. 13th International SoilConservation Organisation Conference –Brisbane, July 2004, Conserving Soil and Waterfor Society: Sharing Solutions. Paper no 601, p1-4.

Schulte, R.P.O, Creamer, R.E., Donnellan, T.,Farrelly, N., Fealy, R., O’Donoghue, C. andO’Uallachain, D. 2014. Functional landmanagement: A framework for managing soil-based ecosystem services for the sustainableintensification of agriculture. EnvironmentalScience and Policy Journal 38: 45-58.

Suprayogo, D., Widianto, Purnomosidhi, P.,Widodo, R.H., Rusiana, F., Aini, Z., NurKhasanah dan Kusuma, Z. 2004. Degradasi Sifatfisik tanah sebagai akibat alih guna lahan hutanmenjad sistem kopi monokultur: kajianperubahan makroporositas tanah. Agrivita 26 (1):60 – 68.

Thurow, T.L., Blackburn, W.H. and Taylor, Jr, C.A.1986. Hydrologic characteristics of vegetationtypes as affected by livestock grazing systems,Edwards Plateau, Texas. Journal of RangeManagement 39:505-509.

Widianto, Suprayogo, D., Noveras, H., Widodo,R.H., Purnomosidhi, P. dan van.Noordwijk, M.2004. Alih guna lahan hutan menjadi lahanpertanian: apakah fungsi hidrologis hutan dapatdigantikan system kopi monokultur? Agrivita 26(1): 47-52.

BIODIVERSITAS VEGETASI DAN FUNGSI EKOSISTEM: …

Documents

Transcript of BIODIVERSITAS VEGETASI DAN FUNGSI EKOSISTEM: …