APLIKASI SISTEM DINAMIK DALAM STUDI KEDAULATAN PANGAN DAN

KEBERLANJUTAN LINGKUNGAN

WIDIATMAKA

Program DoktorIlmu Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan

Sekolah Pascasarjana

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

KONTEKS SISTEM PRODUKSI PADI DAN KOMODITAS PERTANIAN

Peningkatan pertumbuhan penduduk Dinamika urbanisasi Dinamika konsumsi Dinamika Produksi Dinamika produktivitas Keragaman tingkat kesuburan dan

kesesuaian tanah

Implikasi: Kemampuan wilayah untuk memenuhi kebutuhan pangan dankemampuannya untuk menyumbang terhadap dinamika kedaulatan pangan berubah

Bagaimana memodelkan kedaulatan pangan wilayah?

Luas Daratan (km2)

Produksi (Ton)

Padi (2019) Jagung (2017) Kedelai (2017)

P. Jawa 129,442.02 24,275,148.2 11,712,968 366,512

Luar P. Jawa 1,787,464.75 30,328,885.1 17,211,041 172,216

Indonesia 1,916,906.77 54,604,033.3 28,924,009 538,728

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

2001-2004 2005-2009 2010-2013 2014-2016

Nila

i (x1

.00

0.0

00

US$

)

Tan. Pangan Hortikultura Perkebunan Peternakan

PERSOALAN PENGGUNAAN LAHAN DI INDONESIA

Neraca Perdagangan Pertanian Indonesia

Peningkatan impor produk pertanian (neraca defisit), kecuali perkebunan

DINAMIKA SISTEM PRODUKSI PADI

SISTEM DINAMIK- Meramal dan memprediksi- Menyusun scenario terbaik, apa yang harus dilakukan

(Widiatmaka et al., 2013)

DIAGRAM INPUT-OUTPUT SISTEM PRODUKSI PADI

SUB MODEL PENGGUNAAN LAHAN

Tegalan

Kebun

LLK

FLK

Hutan LHK

FHK

LHT

FHT

Tambak Tubuh Air

LTD

FTD

Lahan Terbangun

LTLT

FTLT

Sawah

LSP

LSK

FSP

FSK

Semak Belukar

LSBK

FSBK

LHS

FHS

LSTA

FSTA

LKLTFKLT

Penduduk

LTHFTH

LSBTAFSBTA

Tegalan

HutanKebun

SemakBelukarSawah

TambakTubuh

Air

Permukiman

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

SUB MODEL PENGGUNAAN LAHAN

Penduduk

LahanSawah S1

LahanSawah S2

LahanSawah S3

ProduktivitasS1

ProduktivitasS2

ProduktivitasS3

ProduksiS1

ProduksiS2

ProduksiS3

IP S3

IP S1&S2

Produksi

KebutuhanBeras

KonsumsiBeras

Surplus/Defisit

SUB MODEL PANGAN

+

+

+

-

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

-

-

-

Sawah diLindungi

+

+

KebijakanEkspor keluar

Wilayah+

CAUSAL LOOP SISTEM DINAMIK PADISTOCK FLOW DIAGRAM

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

0

200.000

400.000

600.000

ton/yr

Kebutuhan Beras Produksi Beras

Tahun Kebutuhan Beras Produksi Beras

01 Jan 2011

01 Jan 2012

01 Jan 2013

01 Jan 2014

01 Jan 2015

01 Jan 2016

01 Jan 2017

01 Jan 2018

01 Jan 2019

01 Jan 2020

01 Jan 2021

01 Jan 2022

01 Jan 2023

01 Jan 2024

01 Jan 2025

01 Jan 2026

01 Jan 2027

01 Jan 2028

01 Jan 2029

01 Jan 2030

01 Jan 2031

168.612,27

169.598,82

170.585,38

171.436,43

172.287,61

173.143,02

174.002,67

174.866,60

175.734,81

176.607,33

177.484,19

178.365,40

179.250,98

180.140,96

181.035,36

181.934,20

182.837,51

183.745,30

184.657,59

185.574,42

186.495,79

743.137,52

724.735,76

759.506,78

722.148,81

725.405,18

714.722,30

704.013,42

693.278,41

682.517,14

671.729,47

660.915,29

650.074,45

639.206,82

628.312,27

617.390,67

606.441,89

595.465,78

584.462,21

573.431,05

562.372,16

551.285,4011 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

0

100.000

200.000

300.000

400.000

500.000

ton

Su

rp

lus D

efi

sit

Tahun Surplus Defisit (ton)

01 Jan 2011

01 Jan 2012

01 Jan 2013

01 Jan 2014

01 Jan 2015

01 Jan 2016

01 Jan 2017

01 Jan 2018

01 Jan 2019

01 Jan 2020

01 Jan 2021

01 Jan 2022

01 Jan 2023

01 Jan 2024

01 Jan 2025

01 Jan 2026

01 Jan 2027

01 Jan 2028

01 Jan 2029

01 Jan 2030

01 Jan 2031

574.525,25

555.136,94

588.921,41

550.712,38

553.117,57

541.579,28

530.010,75

518.411,81

506.782,33

495.122,14

483.431,10

471.709,05

459.955,84

448.171,31

436.355,31

424.507,68

412.628,27

400.716,92

388.773,46

376.797,74

364.789,61

Kebutuhan Vs Produksi

Perkembangan Surplus

Skenario 1 Perlindungan lahan pertanian pangan berkelanjutan:

a. Agar mampu ekspor 60% produksi beras keluar wilayah pada 2031

b. Agar mampu ekspor 50% produksi beras keluar wilayah pada 2031

c. Agar mampu ekspor 40% produksi beras keluar wilayah pada 2031

22.183

61.526

54.969

48.412

0

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

KBT KE 60% KE 50% KE 40%

Luas

Lah

an S

awah

(ha)

Luas lahan sawah pada tahun 2031 pada berbagai scenario perlindungan lahandan peningkatan produksi

Skenario 2 Peningkatan produksi:

a. business as usual

b. moderat, kenaikan produktivitas 0,6%/tahun, kenaikan IP 1,5%/tahun

c. optimis, kenaikan produktivitas 1%/tahun, kenaikan IP 2,3%/tahun

400.000

500.000

600.000

700.000

800.000

900.000

1.000.000

1.100.000

1.200.000

1.300.000

1.400.000

2011 2013 2015 2017 2019 2021 2023 2025 2027 2029 2031

Pro

du

ksi P

adi (

ton

)

Eksisting Moderat Optimis

Perkembangan luas

lahan yang dibutuhkan

untuk pemenuhan

Skenario II

DINAMIKA SISTEM PRODUKSI KEDELAI

0

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

140.000

0

200.000

400.000

600.000

800.000

1.000.000

1.200.000

1.400.000

1.600.000

1.800.000

We

st Ja

va P

rovi

nce

So

ybe

an

pro

du

ctio

n (

ton

)

Ind

on

esi

an S

oyb

ean

pro

du

ctio

n(t

on

)

IndonesiaWest Java Province

Indonesian production1993: 1,707,126 tonnes2013: 807,568 tonnes

West Java production1993: 125,559 tonnes2013: 48,636 tonnes

Situation and Implication

• Soybean consumption in Indonesia increase• 3,43 kg.capita-1.year-1 in 1970s to become 9,97 kg.capita-1.year-1 in 2012• Increasing population (1.5%.year-1)

• Local soybean production in 2011: 851,286 tonnes• meet 29% only of the total national need of soybean. Import = 71% of domestic soybean

demand

• New regulation:• import duty exemption of 0% since 2013 (Min. of Finance, 2013)• Previously, import was subject to 5% import duty

• Same situation for other food comodity (rice, meat, horticulture, etc.)• Difficulty for farmer’s due to low prices of soybean

FOOD INSECURITY

Paddy

Productivity

Paddy

Harveste

d Area

Paddy

Production

Rice

Field

Area

Land

Suitability

(S3)

Land

Suitabilit

y (S2)

Potenti

al Area

Develope

d

Potential

Area

Other

Landuse

Potential

Area to be

Developed

Soybean

Harvested

AreaSoybean

Productivity

Potential

Area to be

Used

Soybean

Production

Population

Soybean

Consum

ption

Stock

(Surplus/Defisit)

Soybea

n Price

Soybean

Productio

n Cost

Soybean

Benefit

Soybean to

Paddy

Benefit Ratio

Paddy

Price

Paddy

Productio

n Cost

Paddy

Benefit

++

+

+

+

+

+

+

++

+

-

+

+

+

+

+

+

+

++

+

++

- ++

-

+ +

Lan

du

se S

ub

-Mod

elD

em

an

d

Su

b-M

od

elE

co

no

mic

Su

b-M

od

el

Soyabean Model

Landuse Sub-model

Demand Sub-model

Economy Sub-model

Insentive

SoyabeanProduction

Productivity Achieve

Soyabean Proce

SoyabeanProduction Cost

Per_kg

Insentive Nominal

FIP

NSPS2

SoyabeanHarvested Area

S3 SoyabeanProductivity

SoyabeanProduction Cost

FLFKKP - 2

S3 Harvested area

S2 Harvested area

S3 Production

NSPS3S2 SoyabeanProductivity

LNPLPS3

FLPS3

FLNPS3NPLPS3

S3 - 2

FS3 - 2

FIST - 2

FLPS2

S2 Production

Paddy PI

potential land touse

Potential todevelopt

S2 - 2

rice field area

FS2 - 2

Paddy Production

Paddy Production

FLP - 2

Paddy Productivity

Paddy HarvestedArea

Soyabean Benefit

Paddy FLProdv

potential todevelopt area

FLPot - 2

Potential land

potential developedtotal area

Surplus_Defisit

Paddy ProductionCost Per_Kg

Paddy Price

Paddy Benefit

SoyabeanConsumption

SyabeanConsumption Per

Capita

Soyabean Income

A_Death_

LIST - 2

Paddy LProdv

A_Birth_

Paddy ProductionCost

Paddy Income

Soyabean to PaddyBenefit Ratio

LFKKP - 2

FKKP - 2

A_EmigrationA_Imigration

_Emigration_Imigration

_Birth

Penduduk

_Death

Skenario 1 Penanaman kedelai sama dengan penanaman di area eksisting (800

ha), tanpa perlakuan apa-apa

Skenario 2 Penanaman kedelai sama dengan penanaman eksisting (800 ha),

namun kepada petani diberikan subsidi sebesar 5% dari harga eksisting

Rp. 9.000,-

Skenario 3 Seluruh wilayah yang cukup sesuai (6.200 ha) ditanam kedelai dan

subsidi 5% (penambahan tanam 2000 ha setiap 5tahun)

Skenario 4 Seluruh wilayah yang cukup sesuai maupun yang sesuai marjinal

ditanam kedelai (total luas tanam 51.000 ha)

DINAMIKA LINGKUNGAN

SISTEM DINAMIK DALAM TAHAPAN PELAKSANAAN KAJIAN LINGKUNGAN HIDUP STRATEGIS (KLHS)

UU No. 32/2009 Rincian Tahapan KLHS

Pengkajian pengaruhkebijakan, rencana, dan/atauprogram terhadap kondisilingkungan hidup di suatuwilayah

Melakukan persiapan dengan: (a) membentuk Pokja PengendalianLingkungan (PL); (b) menyusun KAK; merekrut Tenaga Ahli

Melakukan pemetaan pemangku kepentingan Melakukan Pra Pelingkupan Melakukan Pelingkupan isu-isu strategis dan Analisis Baseline Data Melakukan kajian prinsip pembangunan berkelanjutan terhadap visi,

misi, tujuan dan sasaran, strategi dan arah kebijakan, kebijakan umumdan program pembangunan daerah

Mengkaji pengaruh program prioritas RPJMD terhadap isu-isu strategis

Perumusan alternatifpenyempurnaan kebijakan, rencana, dan/atau program

Merumuskan mitigasi atau counter programs untuk meminimalkanpotensi dampak negatif yang diperkirakan timbul (intensitas, persebaran, lokasi, lamanya berlangsung dan akumulasi) dan/ataumengusulkan alternatif

Rekomendasi perbaikanuntuk pengambilan keputusankebijakan, rencana, dan/atauprogram yang mengintegrasikan prinsippembangunan berkelanjutan

Merekomendasikan mitigasi dan/atau alternatif yang telah disepakatimelalui proses pengambilan keputusan

Mengintegrasikan hasil pengambilan keputusan ke dalam RancanganAwal RPJMD

Mendokumentasikan seluruh proses dan hasil pelaksanaan KLHS dalamsuatu sistematika laporan dan mempubikasikannya kepada pemangkukepentingan

1

2

3

Energi Industri

Pertanian Kehutanan

Pemukiman Perikanan

Air

Emisi

TutupanLahan

Kelautan

KeanekaragamanHayati

Sector

TargetEKONOMI KEMISKINAN

INTENSITAS

EMISIEMISI GRK

Ketersediaan energi?Kebutuhan energi?PDB Sektor Energi?

Produksi Nasional?Luas Lahan sawah?Jumlah Petani?PDB Sektor Pertanian?

Kebutuhan Permukiman?Ketersediaan Lahan?

Ketersediaan IkanPDB Sektor

PDB Sektor Kehutanan?Isu kebakaran?Iklim mikro dan makro?

PDB sektor Industri?Penyerapan Tenaga Kerja?Pencemaran?

Kualitas Air?Kuantitas Air?Kebutuhan Air

Kualitas Udara?Emisi?Kebutuhan RTH?

Perubahan Penggunaan Lahan?Kebutuhan Lahan Pertanian?Kebutuhan Lahan Permukiman?

PDB Sektor Kelautan?Ketersediaan Ikan?Jumlah kapal?

Luasan?Jumlah?

Tentukan tujuan yang akan dilihat perilakunya?

+

SPATIAL DYNAMICS OF AGRICULTURAL LANDS IN

REGIONS WITH HIGH PRESSURE LAND USE

CHANGE

lahan sawah permukiman

(iklim mikro)

perlunya pendingin pada

permukiman yang terbangun

Rp. 383.445.866 per Ha

2009-2030 = 8.668,21 Ha Rp. 2.812.240.804.033.

BAHAN BACAAN

SEMUA REFERENSI DAPAT DI DOWNLOAD PADA:

https://www.researchgate.net/profile/Widiatmaka_Widiatmaka

List Publikasi Modelling Sistem Dinamik Pangan

1. Widiatmaka, W. Ambarwulan, I. Firmansyah, K. Munibah, P.B.K. Santoso, Sudarsono. 2014. Land suitability and

dynamic system modelling to define priority areas of soybean plantation in paddy fields in Karawang, West Java.

Agrivita, Journal of Agricultural Science, 36(3): 235-248. DOI:10.17503/Agrivita-2014-36-3-235-248. SCOPUS

Indexed, Impact Factor (SJR-2015) = 0.119

2. Widiatmaka, S. Sabiham, Machfud, W. Ambarwulan, P.B.K. Santoso, M. Hikmat. 2016. Model Perencanaan Lahan

Pertanian Pangan Berkelanjutan Di Pantura Jawa Mendukung Ketahanan Pangan Nasional: Studi Kasus Kabupaten

Subang, Provinsi Jawa Barat. Kerjasama Kemitraan Penelitian dan Pengembangan Pertanian Nasional (KKP3N).

Balitbangtan – LPPM IPB

3. Widiatmaka, W. Ambarwulan, T. Suparwati, I. Firmansyah, Niendyawati. 2017. Land suitability and dynamic system

model for land use planning of paddy field in Indramayu Regency, Indonesia. Proceedings of FIG Working Week 2017,

Helsinki, Finland, 29 May – 2 June 2017

4. Nugraha, A.A., Widiatmaka, I. Firmansyah. 2019. Arahan Pengembangan Lahan Untuk Padi Sawah di Kabupaten

Bandung Barat, Jawa Barat. Tataloka, 21(3): 390-406.

TERIMA KASIH