PERTANIAN BERLANJUT“LANSKAP PERTANIAN DAN HIDROLOGI”

Disusun Untuk Memenuhi Tugas Tutorial Modul 7Mata Kuliah Pertanian Berlanjut

Disusun Oleh:Andi Mudjianto 115040100111123

UNIVERSITAS BRAWIJAYAFAKULTAS PERTANIAN

PROGRAN STUDI AGRIBISNISMALANG

2013

I. PENDAHULUAN

I.1 Latar BelakangDefinisi lanskap secara umum lebih berbasis pada lahan dan faktor biofisik, dan

manusia manusia sebagai bagian dari lanskap. Lanskap pertanian bersifat dinamis, mengalami perubahan dari waktu ke waktu. Untuk dapat mengamati dinamika tersebut maka hal yang perlu dilakukan adalah mendelineasi lanskap tersebut. Disamping itu untuk menduga perubahan lanskap di masa mendatang perlu dibuat peta penggunaan lahan, sehingga dapat dilakukan evaluasi aktivitas manusia terkait dalam pembentukan lanskap. Sedangakan pengertian dari hidrologi adalah suatu ilmu yang mempelajari air dibumi, kejadian, sirkulasi dan distribusi, sifat-sifat kimia dan fisika dan reaksinya dengan lingkungan, termasuk hubungannya dengan mahkluk hidup. Sehingga jika di gabungkan antara lanskap dan hidrologi, yaitu lanskap pertanian dan hidrologi dapat di tarik kesimpulan berupa proses pendistribusian air dan sifat-sifat kimia fisika suatu lahan pertanian beserta faktor biofisik dan petani ang bertujuan untuk meningkatkan produk pertanian.

Dalam makalah ini akan dibahas beberapa persoalan yang terjadi dalam lanskap pertanian dan hidrologi serta peran suatu lanskap pertanian dan hidrologi untuk petani. Kita perlu mempelajari lanskap pertanian dan hidrologi ini, karena dengan mempelajarinya kita aka mengetahui bagaimana lanskap pertanian yag sesuai, distribusi air yang tepat, perawatan dalam budidaya (pemberian pupuk) yang sehat. Sehingga dengan pengetahuan itu kita dapat menerapkan pertanian sehat yang bertuju pada pertanian berlanjut. Pertanian berlanjut adalah suatu proses budidaya atau bertani ang dilakukan secara kontinue dan memperhatikan lingkungan sekitar untuk dapat terus berlanjut.

I.2 TujuanI.2.1 Mengetahui definisi dari lanskap pertanian dan hidrologiI.2.2 Mengetahui permasalahan yang terjadi dalam lanskap pertanian dan hidrologi serta

solusinyaI.2.3 Dapat menerapkan pertanian sehat yang berlanjut

Pertanian Berlanjut – Lanskap Pertanian dan Hidrologi | 2

II. TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Definisi Lanskap PertanianMenurut Zonneveld (1979) lansekap adalah ruang yang terdapat di permukaan

bumi yang terdiri dari sistem yang kompleks, terbentuk dari aktifitas batuan, air, udara, tumbuhan, hewan, dan manusia serta melalui fisiognominya membentuk suatu kesatuan yang dapat dikenali (diidentifikasi). Sedangkan Menurut Forman & Godron lansekap adalah Suatu lahan heterogen dengan luasan tertentu yang terdiri dari sekelompok/kumpulan (cluster) ekosistem yang saling berinteraksi; kumpulan tersebut dapat ditemukan secara berulang dalam suatu wilayah dengan bentuk yang sama Didalam bahasa inggris tua dan ke-sinoniman batasan kata "landscape" mempunyai arti Wilayah/Region. Dari pengertian di atas dapat disimpulkan bahwa lansekap adalah Kesatuan wilayah di permukaan bumi yang terdiri dari kesatuan ekosistem yang saling berinteraksi(batuan, air, udara, tumbuhan, hewan, dan manusia).

Sehingga lanskap pertanian adalah lahan pertanian yang terdapat di permukaan bumi yang terdiri dari sistem yang kompleks (air, udara, tumbuhan, hewan, dan petani)

II.2 Definisi HidrologiHidrologi Adalah suatu ilmu yang mempelajari air dibumi, kejadian, sirkulasi dan

distribusi, sifat-sifat kimia dan fisika dan reaksinya dengan lingkungan, termasuk hubungannya dengan mahkluk hidup. Domain hidrologi mencakup seluruh sejarah keberadaan air di bumi. Hidrologi disebut sebagai sain karena hidrologi ini diturunkan dari ilmu-ilmu dasar seperti matematika, fisika, meteorologi dan geologi. Hidrologi disebut juga sebagai Profesi karena seorang ahli hidrologi berusaha mengaplikasikan pengetahuannya untuk memecahkan masalah-masalah dalam kehidupan sehingga dengannya akan membuat hidup manusia menjadi lebih baik. Tugas seorang ahli hidrologi secara praktis adalah menentukan input air dan bentukan air lainnya kedalam suatu sistem sumber daya air, seperti sungai, danau atau aquifer dan menelusuri penggerakan air melewati sistem.

Siklus hidrologi adalah prinsip dasar yang paling utama dalam hidrologi. Siklus hidrologi ini digambarkan sebagai suatu rangkaian yang rumit dari peredaran air dalam berbagai wujud (cair dan uap air) pada permukaan, di bawah permukaan bumi dan di atmosfir, dimana hukum kekentalan massa ditampilkan sebagai azas yang paling mendasar. Siklus hidrologi merupakan rangkaian peristiwa yang terjadi mulai dari air saat jatuh ke bumi hingga menguap keudara hingga kemudian jatuh kembali kebumi. Siklusnya tidak berpangkal dan berakhir dari laut ke atmosfir terus kepermukaan tanah dan kembali kelaut, dalam pergerakannya untuk sementara air akan tertahan didanau, sungai, tanah, atau air tanah dan dapat dimamfaatkan oleh manusia, kemudian kembali keatmosfir.

Presipitasi merupakan semua bentuk curahan alat atmosfir yang jatuh kepermukaan bumi yang mana terdapat beberapa bentuk baik cair maupun padat, seperti contohna: curah hujan, sleet, embun, dan salju. Curah hujan adalah jumlah hujan yang jatuh yang ditangkap oleh alat pendeteksi hujan dalam mm. Kedalaman hujan yaitu banyaknya air atau jumlah air yang jatuh kepermukaan bumi dalam satuan mm. Sedangkan intensitas hujan adalah lamanya curah hujan yang berlangsung pada saat tertentu satuannya mm / (menit atau jam). (Brundtland Report dari PBB, 1987)

2.3 Definisi Daerah Alirab SungaiDaerah aliran sungai (DAS) secara umum didefinisikan sebagai suatu hamparan

wilayah atau kawasan yang dibatasi oleh pembatas topografi (punggung bukit) yang menerima, mengumpulkan air hujan, sedimen, dan unsur hara serta mengalirkanya melalui anak-anak sungai dan keluar pada satu titik (outlet). DAS adalah sebuah kawasan yang dibatasi oleh pemisah topografis yang menampung, menyimpan dan mengalirkan curah hujan yang jatuh di atasnya ke sungai utama yang bermuara ke danau atau lautan.

Pertanian Berlanjut – Lanskap Pertanian dan Hidrologi | 3

Pemisah topografi adalah punggung bukit dan pemisah bawah berupa batuan (Manan, 1983).

Sebagai suatu ekosistem, DAS terdiri dari unsur organisme dan lingkungan biofisik serta unsur kimia berinteraksi secara dinamis dan di dalamnya terdapat keseimbangan inflow dan outflow dari material dan energi. Ekosistem DAS terutama DAS bagian hulu merupakan bagian yang penting karena mempunyai fungsi perlindungan terhadap keseluruhan bagian DAS, seperti fungsi tata air, sehingga perencanaan DAS bagian hulu seringkali menjadi fokus perhatian mengingat bagian hulu dan hilir mempunyai keterkaitan biofisik melalui daur hidrologi. Kegiatan perubahan penggunaan lahan dan atau pembuatan bangunan konservasi yang dilaksanakan di daerah hulu dapat memberikan dampak di daerah hilir dalam bentuk perubahan fluktuasi debit air dan tranpor sedimen serta material terlarut lainnya. Adanya bentuk keterkaitan daerah hulu-hilir seperti tersebut di atas, maka kondisi DAS dapat digunakan sebagai satuan unit perencanaan sumberdaya alam (Pasaribu, 1999).

Pertanian Berlanjut – Lanskap Pertanian dan Hidrologi | 4

III. PEMBAHASAN SOAL

3.1 Pada posisi lansekap DAS Sumber Brantas yang mana penggunaan lahan itu banyak dijumpai? Misalnya kawasan berbukit/bergunung, bagian puncak, tengah lereng, lembah atau dataran, dst. Apakah berhubungan dengan tanah, hidrologi, topografi, geologi atau geomorfologi kawasan DAS Sumber Brantas?

Pemukiman di areal DAS Brantas Hulu tersebar hampir di seluruh wilayah DAS dengan ketinggian 850 – 1100 meter dpl, pada ketinggian >1100 meter dpl masih berupa hutan alami yang memang difungsikan sebagai areal penyangga. Hal ini dikarenakan topografi pada wilayah tersebut (ketinggian 850 – 1100 meter dpl) masih memungkingkan bagi masyarakat untuk membangun pemukiman yang didukung oleh beberapa factor, diantaranya:

1. Sumberdaya alam yang kaya dan jenis tanah yang sesuai untuk pertanian, masyarakat memanfaatkan untuk kegiatan budidaya pertanian yang secara otomatis masyarakat juga harus bertempat tinggal disekitar lahan pertaniannya.

2. Topografi yang tidak kesemuanya memiliki kelerengan yang tinggi sehingga terdapat beberapa titik yang memungkinkan untuk dijadikan pemukiman.

3. Memiliki berbagai potensi pariwisata yang cukup tinggi sehingga menyebabkan semakin tingginya populasi manusia yang tinggal di areal DAS Brantas Hulu dan tersebar secara luas.

Dari uraian diatas dapat diketahui bahwa sebaran areal pemukiman terjadi hampir diseluruh wilayah DAS Brantas Hulu. Secara umum hal ini disebabkan oleh potensi kegiatan ekonomi yang cukup tinggi di seluruh bagian DAS seperti kegiatan pertanian dan pariwisata, seperti yang kita ketahui bahwa apabila terdapat potensi ekonomi yang tinggi maka disanalah populasi manusia akan berkembang.

3.2 Pilihlah suatu kluster (bagian kecil dari kawasan DAS) untuk menjelaskan dan membuktikan jawaban Saudara tsb !

Pertanian Berlanjut – Lanskap Pertanian dan Hidrologi | 5

Pemukiman

Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa areal pemukiman tersebar merata hampir di seluruh DAS Brantas Hulu, areal pemukiman ditandai dengan warna merah muda dan penyebarannya dibatasi dengan garis berwarna kuning

3.3 Merujuk pada kluster (lokasi) yang Saudara pilih di atas, deskripsikan kondisi lokasi di mana penggunaan lahan tersebut diterapkan, misalnya : Terdapat di bagian mana dari DAS (hulu-tengah-hilir atau bukit-lereng-

lembah) Bentuk wilayah (kemiringan) Kondisi Tanah Penguasaan Lahan dan Kawasan (Tahura, Perhutani, Lahan Masyarakat atau

hak milik, dst.) Desa merupakan suatu wilayah dengan satu kesatuan masyarakat hukum pada

batas-batas wilayah yang mempunyai wewenang untuk mengatur dan mengurus kepentingan masyarakat setempat yang dimana corak masyarakatnya ditandai dengan kebersamaan dan keramahtamahan. Selain itu bisa disimpulkan juga bahwa pedesaan adalah sebuah lingkungan yang khas memiliki otonomi dan kewenangan dalam mengatur kepentingan masyarakat yang memiliki kultur serta berbagai kearifan lokal yang khas serta lingkungan yang masih alami dan kondusif yang banyak berpengaruh terhadap karakter masyarakat di pedesaan.

Kondisi lokasi penggunaan lahan pada daerah desa yaitu bukit-lereng-lembah. Penyebaran pemukiman penduduk di pedesaan menempati berbagai macam bentang lahan. Manusia mempunyai alasan bermukim di tiap bentang lahan yang berbeda karena setiap bentang lahan memiliki ciri khas berbeda yang berpengaruh bagi kehidupan manusia. Untuk itu penyebaran pemukiman merupakan wujud adaptasi menusia terhadap lingkungan. Adapun berbagai alasan penduduk memilih bermukim di berbagai bentang alam diuraikan sebagai berikut:

1. Permukiman Penduduk di Daerah PerbukitanDaerah sekitar perbukitan mempunyai keunggulan tanah yang subur, udara

sejuk dan panorama indah, dan seringkali dijadikan kawasan objek wisata. Dengan demikian, pola pemukiman yang terbentuk mengelompok di sekitarnya. Tanah di daerah perbukitan yang subur cocok untuk usaha pertanian dan perkebunan sehingga banyak penduduk yang berminat tinggal di daerah tersebut. Permukiman penduduk di daerah perbukitan juga tersebar di kanan kiri jalan raya, berkaitan dengan kemudahan dalam prasarana transportasi.

2. Permukiman Penduduk di Daerah Dataran RendahDataran rendah banyak diminati sebagai kawasan tempat tinggal karena

berbagai alasan berikut.a. Pesatnya pembangunan fisik di daerah datarah rendah karena wilayahnya

yang datar.b. Merupakan daerah yang subur sebagai lahan pertanian dengan cadangan air

yang cukup banyak.c. Dataran rendah merupakan kawasan industri dan perdagangand. Dataran rendah biasanya merupakan kota-kota besar yang lengkap dengan

prasaran jalan, gedung, dan industri.3. Permukiman Penduduk di Daerah Pantai

Daerah pantai adalah daerah batas antara daratan dan lautan. Mata pencaharian penduduk daerah pantai pada umumnya menggantungkan pada usaha eksploitasi laut, seperti nelayan, usaha tambak atau membuat garam. Pada zaman sekarang beberapa daerah pantai merupakan daerah maju karena banyak yang berkembang menjadi kota besar seperti Jakarta, Semarang, dan Surabaya. Berbagai alasan penduduk bermukim di daerah pantai sebagai berikut.

a. Daerah pantai merupakan tanah kelahiran dan tanah leluhur, artinya penduduk sudah tinggal di lokasi tersebut turun temurun. Dengan demikian mempunyai ikatan emosional (batin) yang kuat dengan daerah tersebut.

Pertanian Berlanjut – Lanskap Pertanian dan Hidrologi | 6

b. Ada keterkaitan dengan mata pencaharian (pekerjaan).c. Daerah pantai kaya sumber daya alam yang dapat dimanfaatkan.d. Daerah pantai yang merupakan objek wisata banyak diminati karena

panoramanya yang indah dan iklimnya sesuai.

Contoh Desa: Lokasi : Dusun Kekep, Desa Tulungrejo, Kota Wisata BatuKondisi Geografi : Relief : Berbukit (kelerengan > 20%) Letak astronomis : 115017¶0 ́± 118090¶0 ́BT dan 7055¶30 ́± 7057¶30 LSc.

Demografi : Jalan desa sudah beraspal Jumlah penduduk tidak terlalu padat (sedikit) Mayoritas penduduk bermatapemcaharian sebagai petanid.

Geologi : Hasil letusan G. Arjuno, G. Anjasmoro, G. Panderman, G. Kawi-Butak  Ada lima formasi : QVAW-QPAT-QVP-QUPKB-QPUA

Struktur geologi membujur utara selatan dari Cangar - Bulukertoe.Tanah : Entisol : Tanah yang solumnya dangkal Andisol : Lereng atas dan tengah Inseptisol : Dataran (merata) Mollisol : Daerah lembah (kipas vulkan) Alfisol : Dataran kakai bukit

Secara umum, tanah pada kawasan ini tergolong subur dan gembur. Sehingga sesuai untuk budidaya petanian. Untuk tanah yang ada di lahan pertanian masukan akan bahan organik masih tetapa terjaga. Dalam praktek penanaman petani selalu menggunakan pupuk kandang.Hidrologi : Aliran air (sungai) mengalir dari utara (G. Arjuno)Pola Drainase : Radialg.

Penggunaan Lahan : Hutan produksi = pinus Pertanian = apel, jeruk, kubis, jagung, bawang merah, cabai  Non-Pertanian = pemukiman

Dari contoh di atas dapat mendiskripsikan kondisi lokasi di daerah desa dimana terdapat dibagian bukit-lereng-lembah. Daerah bukitan kelerengannya >20%. Kelerengan ini berhubungan dengan tingkat erosi dan tingkat kelongsoran yang terjadi pada daerah tersebut. Semakin tinggi kemiringan lereng, tingkat erosi dan tingkat bencana longsor juga akan semakin tinggi pula. Untuk kondisi tanah pada daerah pedesaan seperti yang dijelaskan di atas. Bila desa tersebut terdapat pada daerah yang tinggi maka kondisi tanah terhadap resiko longsong juga semakin tinggi. Sedangkan penguasaan lahan pada daerah pedesaan sebagian besar merupakan lahan masyarakat atau hak milik. Semenjak hidup menetap, tanah merupakan aset penting bagi manusia sebagi tempat hidup maupun sumber produksi untuk hidup. Oleh sebab itu, masyarakat cenderung menggunakan hak milik secara pribadi terhadap lahan atau tanah yang dimiliki.

Pertanian Berlanjut – Lanskap Pertanian dan Hidrologi | 7

3.4 Bandingkan penggunaan lahan tersebut dengan Hutan Alami yang masih terdapat di wilayah Tahura R. Soerjo

Taman Hutan Raya R. Soerjo (disingkat Tahura R. Soerjo) adalah sebuah kawasan pelestarian alam yang wilayahnya meliputi beberapa kawasan hutan yang berada di dalam kelompok Gunung Arjuno-Lalijiwo, yang meliputi sebagian wilayah Kabupaten Mojokerto, Kabupaten Malang, Kabupaten Jombang, Kabupaten Pasuruan dan Kota Batu.

1. Topografi LapanganTopografi Kawasan bergelombang dan bergunung-gunung dengan ketinggian

1.000-3.339 m dpl. Beberapa gunung yang termasuk didalam Kawasan Taman Hutan Raya R. Soerjo sebagai berikut:

a. Gunung Arjuno dengan puncak tertinggi 3.339 m dpl.b. Gunung Welirang dengan puncak tertinggi 3.156 m dpl.c. Gunung Anjasmoro dengan puncak tertinggi 3.217 m dpl.d. Gunung Kembar I dengan puncak tertinggi 3.061 m dpl.e. Gunung Biru dengan puncak tertinggi 2.337 m dpl.f. Gunung Kembar II dengan puncak tertinggi 3.256 m dpl.g. Gunung Ringgit dengan puncak tertinggi 2.474 m dpl.

Tingkat keterangannya mencapai (30-90) % adalah type C dan D dengan curah hujan tahunan berkisar antara 2500-4500 mm. Suhu udara pada malam hari berkisar antara 5°c-10°c . Sedangkan pada,musim kemarau dapat mencapai 4°c. Kelembaban udara cukup tinggi, berkisar antara (42-45) % (terendah) sampai (90-97) % (tertinggi).

2. Iklim Dan Keadaan Tanaha. Type iklim ini disekitar Cagar Alam Arjuno Lalijiwo Tekanan udara antara 1007 -

1017,5 mm hg.b. Jenis tanah termasuk Regusol berasal dari abu vulkanis intermediair dengan

warna coklat kekuning-kuningan dan bersifat sangat peka terhadap erosi.

Di kawasan ini terdapat 3 (tiga) type vegetasi hutan yang relatif baik yaitu:a. Hutan Alam Cemara. Hutan Cemara (Casuarina yunghuniana) berada di lokasi

Cagar Alam Arjuno Lalijiwo membentuk suatu tegakan homogin dengan tumbuhan bawah berupa beberapa jenis rumput dan semak. Tumbuhan ini merupakan jenis asli setempat dan dominan. Hutan ini dapat dijumpai pada ketinggian 1800 m dpl dengan kerapatan pohon rata-rata 55-80 pohon/ha dengan tinggi pohon antara 25-40 m dengan garis tengah antara 40-60 cm.

b. Hutan Hujan Pegunungan. Type hutan ini berada di kawasan Cagar alam dengan ketinggian antara 2.000-2.700 m dpl, merupakan hutan campuran dari 3 tingkatan vegetasi semak dan vegetasi tumbuhan bawah.

c. Padang Rumput. Areal ini seluas ±261 ha dijumpai pada perjalanan menuju Pondok Welirang. Merupakan tempat yang sesuai sebagai tempat breeding rusa, jenis rumput yang dominan adalah jenis padi-padian dan Kolonjono (Panicum repens) yang sangat disukai oleh rusa.

Bila dibandingkan, antara hutan alami di kawasan Tahuran R. Soerjo dengan daerah pedesaan di DAS Sungai Brantas memang memiliki perbedaan yang cukup tinggi. Tahura R. Soerjo memiliki kerapatan dan keanekaragaman jenis dan umur vegetasi yang tinggi berpotensi besar sebagai penyerap dan penyimpan karbon dalam waktu lama. Ada 9 macam penggunaan lahan yang ada di Tahura R. Soerjo: hutan campur klasrapat, hutan campur klas jarang, hutan campur terganggu/terdegradasi, hutan campur dominan pohon kukrup, hutan campur dominan pohon tutup, hutan campur dominan bambu, hutan cemara gunung, hutan pinus, tanaman semusim (sayur),semak/belukar dan rumput-rumputan (bekas terbakar). Sedangkan di desa sekitar DAS Sungai Brantas penggunaan lahan sebagian besar sebagai lahan pertanian dan pemukiman, dan ada juga lahan untut hutan produksi yaitu pinus. Hal ini kerapatan dan keanekaragaman jenis dari vegetasi

Pertanian Berlanjut – Lanskap Pertanian dan Hidrologi | 8

tidak seberagam pada hutan alami. Sehingga penyimpanan dan penyerapan karbon pun semakin sedikit.

Pada hutan alam campur klas rapat diperoleh cadangan karbon sebesar 389 ton C ha, sedangkan pada hutan klas jarang hanya diperoleh 229 ton C ha. Pada hutan alam dominan kukrup diperoleh cadangan karbon sekitar 247 ton C ha, sedang hutan alam yang didominan pohon tutup hanya terdapat 159 ton C ha. Hutan alam cemara gunung yang kebanyakan terdapat di puncak bukit diperoleh cadangan karbon sekitar 231 ton C ha. Kawasan Tahura R. Soerjo menawarkan keanekaragaman floranya dengan kerapatan yang cukup tinggi, berfungsi menjaga fungsi hidrologi kawasan dan menjaga cadangan karbon yang tinggi pula. Sedangkan pada lahan pedesaan, didominasi oleh perumahan, cadangan karbon yang tersedia relatif sedikit dan jenis vegetasi yang ada juga relatif kecil. Pada lahan pemukiman di desa sekitar DAS Sungai Brantas sudah dilakukan pengolahan tanah secara intensif sehingga ke alamian tanah sudah berkurang. Selain itu, fungsi hidrologi di kawasan pedesaan juga semakin berkurang.

3.5 Identifikasi komponen siklus air yang sangat penting dan relevan dalam setiap penggunaan lahan (hujan, evapotranspirasi, intersepsi, infiltrasi, perkolasi/drainasi, limpasan permukaan, simpanan permukaan, lengas tanah, dsb.)

3.5.1 Komponen siklus air dalam pemukimanSecara sederhana daur hidrologi dapat dimulai dari evaporasi air laut. Uap yang

dihasilkan dibawa oleh udara yang bergerak. Dalam kondisi yang memungkinkan uap tersebut terkondensasi membentuk awan, yang pada akhirnya menghasilkan prespitasi. Prespitasi yang jatuh ke bumi menyebar dengan arah berbeda bedda dalam beberapa cara. Sebagian besar dari prespitasi tersebut untuk sementara tertahan di tanah dekat tempat ia jatuh dan akhirnya dikembalikan lagi ke atmosfir oleh evaporasi dan pemeluhan (transpirasi) oleh tanaman. Sebagian melalui permukaan tanah, menuju sungai dan lainnya menembus masuk ke tanah menjadi air tanah (groundwater).

Dalam daur hidrologi, perputaran air tidaklah selalu merata karena adanya pengaruh metereologi (suhu, tekanan, atmosfir, angin, dll) dan kondisi topografi. Berkurangnya permukaan tanah yang dapat meresapkan air hujan berakibat bencana alam, seperti banjir, erosi, tanah longsor, dan berkurangnya kesuburan tanah. Berbagai upaya untuk meningkatkan penyerapan air tanah belum efektif dan belum menyelesaikan masalah.

Pada daerah pemukiman resapan air yang ada tentu tidaklah banyak lagi karena dalam daerah pemukiman sudah terlalu banyak tanah yang tertutup oleh material-material sehingga resapan airnya juga akan relative sedikit. Penyerapan air dari hujan sudah banyak yang dibunag melalui selokan yang ada sehingga air akan langsung mengalir ke pembuangan air atau sungai dengan harapan untuk mengurangi terjadinya banjir saat huujan deras, namun hal ini dapat mengurangi proses infiltrasi yang dilakukan oleh tanah. Lahan pertanian di daerah pemukiman saat ini semakin sempit karena semakin banyaknya daerah pemukiman yang diperluas karena pertumbuhan penduduk yang semakin meningkat pada setiap tahunnya.3.5.2 Komponen siklus air dalam hutan alami

Manusia merupakan komponen ekosistem DAS yang berpengaruh besar dan dominan terhadap keseimbangan mekanisme kerja sistem ekologis yang berlangsung, termasuk mempengaruhi daur hidrologi. Dengan teknologi yang dikuasainya ia mampu mengelola sumberdaya alam dan ekosistem di sekitarnya disesuaikan dengan keinginannya. Perubahan keseimbangan ekosistem yang tidak terkendali menjadi sumber utama munculnya degradasi sumberdaya alam yang serius, dan pada akhirnya menurunkan kualitas hidup.

Penggunaan lahan hutan dengan tingkat intersepsi hujan tinggi dan memiliki sifat infiltrasi tanah yang baik, akan mengurangi jumlah aliran permukaan. Namun dengan terjadinya konversi hutan menjadi lahan pertanian intensif, bahkan menjadi kawasan industri dan pemukiman, menyebabkan terganggunya proses hidrologi. Terbukanya

Pertanian Berlanjut – Lanskap Pertanian dan Hidrologi | 9

permukaan tanah menyebabkan kapasitas intersepsi hujan menurun drastis, hujan yang jatuh langsung memukul permukaan tanah dan memecahkan matriks tanah menjadi partikel tanah yang kecil-kecil. Sebagian dari partikel tanah menutup pori tanah dan memadatkan permukaan tanah, sehingga menurunkan kapasitas infilitasi. Dengan menurunnya kapasitas infiltrasi maka jumlah aliran permukaan meningkat dan jumlah aliran air yang menuju ke bawah permukaan untuk mengisi air tanah berkurang. Aliran permukaan menjadi energi yang dapat menggerus partikel tanah di permukaan dan mengangkutnya ke tempat lain sebagai bagian dari proses erosi.

Dalam hutan alami dapat dilihat bahwa resapan airnya juga tinggi karena masih tidak ada penutup yang dapat menghalangi masuknya air hujan ke tanah, hal ini berbeda dengan keadaan yang di daerah pemukiman. Seresah yang ada di hutan alami nampak begitu masih sangat tinggi, hal ini tentu sangat membantu dalam kesuburan tanah. Resiko terjadinya erosi di daerah hutan alami ini juga sangat kecil sekali karena dalam hutan alami masih banyak tanaman yang melindungi tanah sehingga dapat mengurangi resiko erosi.

3.6 Gambarlah skema aliran air dalam penggunaan lahan yang ditetapkan dan di hutan alami -> Siklus Air

Pertanian Berlanjut – Lanskap Pertanian dan Hidrologi | 10

Gambar 1

Gambar 2

3.7 Ketika terjadi hujan deras (misalnya 100 mm), perkirakan besarnya masing-masing komponen siklus air tersebut (di hutan dan penggunaan lahan terpilih) sehingga dapat dibuat Neraca Air.

3.7.1 Di bawah ini merupakan contoh ilustrasi dari perkiraan siklus air pada hutan

Curah hujan yang jatuh pada suatu kawasan (Pg), sebagian akan ditahan oleh tajuk pohon (It), dan sebagian lagi oleh tajuk tanaman semusim (Ic), dan lainnya lolos ke permukaan tanah di bawah pohon (Pt) dan di bawah tanaman semusim (Pc). Air yang ditahan oleh tajuk pohon dan tanaman semusim sebagian besar menguap sehingga tidak berpengaruh kepada simpanan (cadangan) air dalam tanah. Tajuk pohon dan tanaman semusim yang berbeda mengakibatkan perbedaan jumlah air yang ditahan tajuk kedua jenis tanaman itu. Akibatnya jumlah air yang lolos dan mencapai permukaan tanah di bawah pohon dan di bawah tanaman semusim juga berbeda. Air hujan yang lolos dari tajuk tanaman akan mencapai permukaan tanah (Pt dan Pc) dan sebagian masuk ke dalam tanah melalui proses infiltrasi (Ft dan Fc), sebagian lagi mengalir di permukaan tanah sebagai limpasan permukaan (Rt dan Rc). Sifat-sifat tanah di bawah pohon dan tanaman semusim dan jumlah air yang jatuh di bawah kedua tanaman yang berbeda menyebabkan kecepatan infiltrasi (Ft dan Fc) dan limpasan permukaan di bawah tanaman semusim (Rc) dan pohon (Rt) juga berbeda. Dalam kondisi tertentu infiltrasi di bawah pohon bisa cukup tinggi sehingga tidak hanya cukup untuk menurunkan Rt menjadi nol (tidak ada limpasan permukaan), tetapi mampu menampung limpasan permukaan dari areal di bawah tanaman semusim (Rc).

Air yang berada di permukaan tanah akan menguap (evaporasi) dengan kecepatan E dibawah pohon dan Ec di bawah tanaman semusim. Kecepatan (Et dan E) ini berbeda karena adanya perbedaan kerapatan penutupan tajuk pohon dan tanaman semusim. Evaporasi akan terus berlangsung selama ada suplai air dari lapisan di bawahnya. Besarnya kandungan air tanah pada zona di bawah pohon (qt), dan dibawah tanaman semusim (qc) bisa berbeda pula. Kadar air tanah ditentukan oleh masukan yaitu infiltrasi (F) di permukaan tanah dan keluaran yang terdiri dari evaporasi (E), transpirasi (T) dan drainasi (D). Seperti telah dibahas bahwa komponen-komponen neraca air di bawah pohon bisa berbeda dengan yang ada di bawah tanaman semusim, sehingga hasil akhir berupa simpanan air dalam tanah juga berbeda antara di bawah pohon dan di bawah tanaman semusim.

Pertanian Berlanjut – Lanskap Pertanian dan Hidrologi | 11

3.7.2 Di bawah ini merupakan contoh ilustrasi dari perkiraan siklus air pada pemukiman

Masukan ke dalam DAS dapat berupa curah hujan yang bersifat alami dan manajemen yang merupakan bentuk intervensi manusia terhadap sumberdaya alam seperti teknologi yang tertata dalam struktur sosial ekonomi dan kelembagaan. Demikian juga DAS, sebagai prosesor dari masukan, karakteristiknya tersusun atas faktor-faktor alami : 1) yang tidak mudah dikelola, seperti geologi, morfometri, relief makro, dan sebagian sifat tanah; dan 2) yang mudah dikelola, seperti vegetasi, relief mikro, dan sebagian sifat tanah. Luaran dari ekosistem DAS yang bersifat off-site (di luar tempat kejadian) berupa aliran air sungai (limpasan), sedimen terangkut aliran air, banjir dan kekeringan; sedangkan luaran on-site (setempat) berupa produktivitas lahan, erosi, dan tanah longsor.

Interaksi alam dari vegetasi, tanah, dan air (hujan) disertai dengan intervensi manusia melalui penggunaan teknologi akhirnya membentuk berbagai karakteristik penggunaan lahan baik berupa lahan hutan maupun lahan non hutan, seperti pertanian, perkebunan, pemukiman, perikanan, tambangunaan lahan tersebut memiliki kemampuan yang berbeda-beda dalam memberikan tanggapan terhadap air hujan yang jatuh di atasnya sehingga menghasilkan keragaman hasil luarannya. Dengan demikian monev terhadap luaran yang berupa monev tata air (hidrologi) dapat dipandang sebagai monev atau diagnosis awal dari kesehatan atau kinerja suatu DAS, sementara monev kondisi (biofisik/lahan dan sosial ekonomi kelembagaan) DAS merupakan monev lanjut dari kinerja DAS.3.7.3 Neraca Air perbandingan Hutan Alami dengan Pemukiman

Pertanian Berlanjut – Lanskap Pertanian dan Hidrologi | 12

hutan

pemukiman

Dari gambar neraca air diatas, dapat ditarik kesimpulan bahwa adanya air hujan 100 mm pada lahan hutan, air pada mulanya akan diserap oleh tanaman, dan sebagian besar disimpan pada tanah sebagai cadangan air di musim kemarau. Pada penggunaan lahan pemukiman, air pada mulanya mengalami surplus karena air tidak dapat diserap sepenuhnya oleh lahan yang telah digunakan sebagai pemukiman, kemudian pada musim kemarau air menjadi sedikit dan tidak ada cadangan air di dalam tanah, ini karena penggunaan lahan sebagai pemukiman tidak dapat digunakan sebagai tata air, karena hutanlah yang merupakan pengatur tata air.

Jika di dalam hutan, aliran air bawah tanah sebagian besar disimpan oleh hutan yang ada di atasnya. Fakta ini menunjukkan hutan berperan sebagai pengatur tata air, dimana sebagian curah hujan yang jatuh diatasnya akan disimpan sebagai air tanah dan akan dikeluarkan saat musim kemarau disamping dimanfaatkan sendiri oleh tumbuhan hutan dalam metabolisme. Sedangkan jika lahan tersebut dimanfaatkan sebagai pemukiiman, maka sebagain aliran air tadi tidak dapat disimpan untuk jangka panjang (cadangan air sedikit) karena memang pemukiman bukan pengatur tata air.

3.8 Apakah ada potensi permasalahan dengan neraca air ini ? Sebutkan dan jelaskan masalah yang mungkin terjadi !

Untuk potensi masalah yang mungkin terjadi, pasti ada, karena dalam setiap pengggunaan lahan baik itu berupa hutan, sawah, maupun pemukiman pasti memiliki dampak. Beberapa sifat tanah yang merupakan komponen-komponen neraca air, misalnya kapasitas menyimpan air (jumlah ruang pori), infiltrasi, kemantapan pori sangat dipengaruhi oleh macam penggunaan lahan atau jenis dan susunan tanaman yang tumbuh di tanah tersebut. Jadi jenis-jenis pohon atau tanaman semusim yang ditanam pada suatu bidang tanah dapat mempengaruhi siklus dan kesetimbangan air pada sistem tersebut. Sebaliknya siklus dan kesetimbangan air dalam sistem ini pada gilirannya juga mempengaruhi kompetisi antara komponen tanaman yang ada. Di bawah ini merupakan beberapa permasalah yang mungkin terjadi dengan adanya penggunaan lahan berupa pemukiman yaitu :

a. Adanya penggunaan lahan berupa pemukiman di DAS (Daerah Aliran Sungai) menyebabkan penurunan air tanah, maka terjadi perubahan suhu dan kelembaban di lapisan tanah bagian permukaan, sehingga mempercepat proses pelapukan dan permukaan tanah semakin menurun.

b. Jika di dalam hutan, aliran air bawah tanah sebagian besar disimpan oleh hutan yang ada di atasnya. Fakta ini menunjukkan hutan berperan sebagai pengatur tata air, dimana sebagian curah hujan yang jatuh diatasnya akan disimpan sebagai air tanah dan akan dikeluarkan saat musim kemarau disamping dimanfaatkan sendiri oleh tumbuhan hutan dalam metabolisme. Sedangkan jika lahan tersebut dimanfaatkan sebagai pemukiiman, maka sebagain aliran air tadi tidak dapat disimpan untuk jangka panjang (cadangan air sedikit) karena memang pemukiman bukan pengatur tata air.

c. Pengurangan pasokan air ke dalam tanah diimbangi dengan terjadinya kenaikan aliran permukaan di pemukiman, kenaikan ini akibat naiknya koefisien aliran pada saat hujan sehingga potensial menimbulkan penurunan kualitas air dan erosi. Sehingga adanya penebangan hutan untuk penggunaan pemukiman mengakibatkan terjadinya kenaikan aliran permukaan, namun disisi lain juga menyebabkan terjadinya penurunan pasokan air. Ini menunjukkan evapotranspirasi pada lahan pemukiman lebih rendah dari hutan alami, karena air yang disimpan lebih sedikit.

d. Pembukaan lahan untuk pemukiman dengan slash and burn menyebabkan rusaknya sifat fisik kimia tanah yang diindikasikan oleh kerapatan limbak (bulk density) tanah tinggi. Apalagi jika dilakukan dengan mekanis, dapat menyebabkan stabilitas agregat tanah menjadi rendah dan kapasitas tukar kation juga menjadi rendah. Kondisi ini menyebabkan peningkatan aliran permukaan dan erosi pada satu sisi dan menurunkan infiltrasi air hujan kedalam tanah pada sisi yang lain.

Pertanian Berlanjut – Lanskap Pertanian dan Hidrologi | 13

3.9 Apa upaya-upaya untuk memperbaiki neraca air tersebut ?Upaya-upaya yang dapat dilakukan untuk memperbaiki neraca air yaitu :

1. Untuk menentukan kebutuhan dan memperbaiki efisiensi pemanfaatan air irigasidibutuhkan peralatan yang sederhana, murah, dan mudah dioperasikan berdasarkan pendekatan meteorologi yaitu penggunaaan evaporimeter kelas A untuk menduga kebutuhan air irigasi .

2. Jika ingin menerapkan sistem usahatani dengan teknologi tinggi dan memiliki jaringan stasiun iklim otomatis yang sangat baik, maka kebutuhan air dan peningkatan efisiensi penggunaan air irigasi dapat dilakukan berdasarkan perhitungan menggunakan metode Penman-Monteith.

3. Karena beberapa lahan yang telah dimanfaatkan sebagai pemukiman, maka kita harus bisa memanfaatkan sisa lahan untuk usaha pertanian. Maka diperlukan upaya untuk meningkatkan efisiensi penggunaan sisa lahan tersebut yaitu dengan mempercepat proses pembentukan lapisan kedap air (hardpan atau tapak bajak) guna menekan laju infiltrasi, serta pembentukan galengan yang juga kedap air guna menekan rembesan. Dengan demikian suplai kebutuhan air pada suatu petakan sawah dapat memenuhi kebutuhan tanaman setelah perhitungan laju kehilangan melalui perkolasi atau infiltrasi dan rembesan samping.

4. Karena tidak mungkin mengubah pemukiman untuk menjadi lahan sawah lagi, maka kita harus dapat mengefisiensikan adanya lahan sawah tersebut agar hasil produktivitas usahatani dapat optimal. Antara lain yaitu :

a. Sejak awal perencanaan, pencetakan sawah hendaknya dilakukan pada tanah-tanah dengan kandungan liat tinggi, seperti pada tanah-tanah latosol, ultisol, atau pada tanah-tanah alluvial, sehingga sejak awal penjetakan kehilangan air melalui perkolasi dan aliran lateral dapat diminimumkan. Demikian pula waktu yang dibutuhkan untuk membentuk lapisan kedap air menjadi pendek.

b. Meningkatkan intensitas pelumpuran lahan sawah selama musim hujan tahun pertama tanpa dilakukan penanaman terlebih dahulu, dengan menerapkan periode kering an basah setiap bulannya. Dengan demikian akan terdapat periode agregasi tekstur tanah untuk membentuk lapisan kedap.

c. Membuat galengan kedap air menggunakan tanah dari lapisan tanah yang mengandung liat tinggi secara cermat.

d. Proses pemajakan disarankan menggunakan alat mekanik seperti hand traktor guna mempercepat proses pelumpuran.

e. Menambahkan bahan organik atau kapur pertanian untuk mempercepat proses agregasi padasaat periode pengeringan sekaligus menekan unsur hara yang bersifat racun bagi tanaman.

5. Agar masyarakat daerah pemukiman tidak mencemari DAS maka harus ada koordinasi pada daerah stempat,seperti pembuatan MCK umum agar dapat digunakan bersama tanpa mencemari DAS. Dibentuk suatu kelembagaan untuk berkoordinasi mengenai pendayagunaan sumberdaya air untuk kebutuhan rumah tangga warga sekitar.

6. Dilakukan adanya sistem pemantauan dan pengawasan kualitas air sungai, dengan membentuk satgas atau organisasi pemantau.

3.10 Buatlah analisis siklus N dan siklus bahan organik dalam penggunaan lahanSiklus nitrogen adalah suatu proses konversi senyawa yang mengandung unsur

nitrogen menjadi berbagai macam bentuk kimiawi yang lain. Transformasi ini dapat terjadi secara biologis maupun non-biologis. Siklus nitrogen secara khusus sangat dibutuhkan dalam ekologi karena ketersediaan nitrogen dapat mempengaruhi tingkat proses ekosistem kunci, termasuk produksi primer dan dekomposisi. Aktivitas manusia seperti pembakaran bahan bakar fosil, penggunaan pupuk nitrogen buatan, dan pelepasan nitrogen dalam air limbah telah secara dramatis mengubah siklus nitrogen global.

Sebagian besar nitrogen yang terdapat di dalam organisme hidup berasal dari penambatan (reduksi) oleh mikro organisme prokariot. Sebagian diantaranya terdapat di

Pertanian Berlanjut – Lanskap Pertanian dan Hidrologi | 14

akar tumbuhan tertentu atau dari pupuk hasil penambatan secara industry. Sejumlah kecil nitrogen pindah dari atmosfer ke tanah sebagai NH4+ dan NO3- bersama air hujan dan diserap oleh akar. NH4+ ini berasala dari pembakaran industry, aktivitas gunung berapi dan kebakaran hutan sedangkan NO3- berasal dari oksidasi N2 oleh O2 atau ozon dengan bantuan kilat atau radiasi ultraviolet, sumber lain NO3- adalah samudera.

Penyerapan NO3- dan NH4+ oleh tumbuhan memungkinkan tumbuhan untuk membentuk berbagai senyawa nitrogen terutama protein. Pupuk, tumbuhan mati, mikroorganisme, serta hewan merupakan sumber penting nitrogen yang dikembalikan ke tanah tapi sebagaian besar nitrogen tersebut tidak larut dan tidak segera tersedia bagi tumbuhan.

Selain itu terdapat pula denitrifikasi yaitu suatu proses pembentukan N2, NO, N2O dan NO2 dari NO3- oleh bakteri aneorobik yang berlangsung di dalam tanah yang penetrasi O2- nya terbatas, tergenang, padat dan daerah dekat pemukiman tanah yang konsentrasi O2 nya rendah karena penggunaannya yang cepat dalam oksidasi bahan organik. Tumbuhan kehilangan sejumlah kecil nitrogen ke atmosfer sebagai NH3, N2O, NO2, dan NO terutama jika diberi pupuk nitrogen dengan baik.

Sedangkan Bahan organik merupakan salah satu komponen penyusun tanah yang sangat penting bagi ekosistem tanah, yaitu sebagai sumber ('source') dan pengikat ('sink') hara dan sebagai substrat bagi mikroba tanah. rendahnya kadar bahan organik tanah dan kadar unsur hara, dangkalnya perakaran tanaman, kekeringan, gangguan gulma alang-alang (Imperata cylindrica) serta diperparah oleh erosi dan pencucian unsur hara menjadi masalah utama pada tanah masam. Masalah-masalah tersebut ini seringkali menyulitkan suatu usaha tani untuk mencapai produksi yang tinggi secara berkelanjutan. Tingkat produksi yang tinggi dapat dicapai melalui berbagai upaya yang dapat mempertahankan kesuburan tanah yakni dengan penerapan sistem pengelolaan yang tepat. Salah satu cara pengelolaan yang terbukti dapat mempertahankan kesuburan tanah-tanah masam adalah dengan menanam tanaman tahunan dan kebun campuran. Upaya-upaya pemecahan masalah yang ditujukan untuk mendapat produksi yang tinggi secara berkelanjutan seharusnya dilakukan tanpa mengakibatkan kerusakan (degradasi) pada sumberdaya lahan. Dalam hal ini perlu diperhatikan fungsi tanah sebagai media tumbuh tanaman dan fungsi tanaman dalam meminimalkan kehilangan tanah, air dan hara. Pengembangan pertanian pada umumnya terpusat pada usaha intensifikasi produksi pertanian dan upaya mengatasi masalah lingkungan yang menjadi faktor pembatas pertumbuhan tanaman. Upaya-upaya tersebut tanpa disadari telah menciptakan permasalahan lingkungan baru, sehingga masalah yang tadinya berskala lokal atau regional meningkat menjadi masalah nasional atau global yang akan mempengaruhi keberlanjutan produksi tanaman.

3.11 Hubungkan antara skema siklus N dan Bahan Organik tersebut dengan siklus air yang sudah dibuat, kemudian identifikasi, bentuk-bentuk N dan bahan organik dan faktor pengelolaan yang berpotensi mengakibatkan pencemaran air !

Penebangan hutan di DAS kali Brantas berdampak pada pengurangan air tanah rata-rata 53,2 mm.bln-1 dan kenaikan aliran permukaan sebesar 624 mm.th-1. Kemampuan meresapkan air pada DAS berhutan (tegakan P.merkusii) lebih besar dari DAS non-hutan (pertanian), yakni sebesar 334,9 mm.bln-1. Penghilangan tumbuhan bawah dan serasah dibawah tegakan P. Merkusii, A. Excelsa, dan M. Eminii meningkatkan aliran permukaan mencapai 6,7 m3.ha-1.bln-1.

Kondisi tersebut menunjukkan bahwa hutan berperan penting dalam pengaturan tata air. Neraca air suatu kawasan akan sangat mempengaruhi oleh berbagai tindakan manajemen hutan, seperti penebangan, penjarangan, pemebrsihan lantai hutan, dan penanaman. Dalam hutan juga terjadi siklus nitrogen yang merupakan komponen penting pada protein dan asam nukleat yang biasanya diserap dari tanah dalam bentuk sangat teroksidasi dan harus reduksi oleh proses yang bergantung pada energi, sebelum bergantung menjadi protein dan senyawa lain dalam sel dan merupakan salah satu unsur

Pertanian Berlanjut – Lanskap Pertanian dan Hidrologi | 15

makro esensial yang dibutuhkan oleh tanam dan tanaman dalam hutan memberikan masukan bahan organik melalui daun-daun, cabang dan rantingnya yang gugur, dan juga melalui akar-akarnya yang telah mati. Serasah yang jatuh di permukaan tanah dapat melindungi permukaan tanah dari pukulan air hujan dan mengurangi penguapan. Tinggi rendahnya peranan serasah ini ditentukan oleh kualitas bahan oraganik tersebut. Semakin rendah kualitas bahan, semakin lama bahan tersebut dilapuk, sehingga terjadi akumulasi serasah yang cukup tebal pada permukaan tanah hutan. Kedua siklus ini dibutuhkan oleh tanaman yang ada disekitar DAS kali Brantas yang dapat juga mempengaruhi siklus air yang menyebabkan terjadinya pencemaran air misalnya berupa pestisida yang digunakan oleh petani di daerah tersebut. Oleh karena itu, keberadaan hutan yang mencakup terjadinya siklus N dan bahan organik dalam luasan yang cukup dan kondisi yang baik pada kawasan DAS kali brantas penting untuk dipertahankan, sehingga bencana akan erosi, kekeringan ataupun banjir dapat dihindari.

Dalam faktor pengelolaan sumberdaya lahan suatu DAS perlu diketahui apa yang menjadi masalah utama DAS. Masalah DAS kali brantas:

1. Kuantitas (jumlah) aira. Banjir dan kekeringanb. Menurunnya tinggi muka air tanahc. Tingginya fluktuasi debit puncak dengan debit dasar

2. Kualitas aira. Tingginya erosi dan sedimentasi di sungaib. Tercemarnya air sungai dan air tanah oleh bahan beracun dan berbahayac. Tercemarnya air sungai dan air danau oleh hara seperti N dan P (eutrofikasi)

Masalah DAS dalam melakukan tindakan pengelolaan DAS kurangnya debit air sungai untuk menggerakkan turbin pembangkit listrik tenaga air (PLTA), maka penanaman pohon secara intensif tidak akan mampu meningkatkan hasil air. Seperti telah diterangkan terdahulu, pohon-pohonan mengkonsumsi air lebih tinggi dibandingkan dengan tanaman pertanian semusim dan tajuk pohon-pohonan mengintersepsi sebagian air hujan dan menguapkannya kembali ke udara sebelum mencapai permukaan tanah.

Dan kerawanan terhadap banjir maka teknik yang dapat ditempuh adalah dengan mengusahakan agar air lebih banyak meresap ke dalam tanah di hulu dan di bagian tengah DAS. Usaha ini dapat ditempuh dengan menanam pohon dan/atau dengan tindakan konservasi sipil teknis seperti pembuatan sumur resapan, rorak dan sebagainya.

3.12 Bagaimana pencemaran tersebut bisa terjadi dan apa upaya yang bisa dilakukan untuk mencegah pencemaran tersebut !

Pencemaran karena urea (N) dan pupuk kandang (manure), yang tidak tepat dapat menimbulkan potensi pencemaran air dan juga berpengaruh pada tanah. Pencemaran tanah dapat memberikan dampak terhadap ekosistem. Perubahan kimiawi tanah yang radikal dapat timbul dari adanya bahan kimia beracun/berbahaya bahkan pada dosis yang rendah sekalipun. Perubahan ini dapat menyebabkan perubahan metabolisme dari mikroorganisme endemik dan antropoda yang hidup di lingkungan tanah tersebut. Akibatnya bahkan dapat memusnahkan beberapa spesies primer dari rantai makanan, yang dapat memberiakibat yang besar terhadap predator atau tingkatan lain dari rantai makanan tersebut. Bahkan jika efek kimia pada bentuk kehidupan terbawah tersebut rendah, bagian bawah piramida makanan dapat menelan bahan kimia asing yang lama-kelamaan akan terkonsentrasi pada makhluk-makhluk penghuni piramida atas.Banyak dari efek-efek ini terlihat pada saat ini, seperti konsentrasi DDT pada burung menyebabkan rapuhnya cangkang telur, meningkatnya tingkat Kematian anakan dan kemungkinan hilangnya spesies tersebut

Pupuk Urea adalah pupuk kimia yang mengandung Nitrogen (N) berkadar tinggi. Unsur Nitrogen merupakan zat hara yang sangat diperlukan tanaman. Pupuk Urea berbentuk butir-butir kristal berwarna putih, dengan rumus kimia NH2 CONH2, merupakan pupuk yang mudah larut dalam air dan sifatnya sangat mudah menghisap air

Pertanian Berlanjut – Lanskap Pertanian dan Hidrologi | 16

(higroskopis), karena itu sebaiknya disimpan di tempat kering dan tertutup rapat. Pupuk urea mengandung unsur hara N sebesar 46% dengan pengertian setiap 100 kg urea mengandung 46 kg Nitrogen. Kegunaan pupuk Urea Unsur hara Nitrogen yang dikandung dalam pupuk Urea sangat besar kegunaannya bagi tanaman untuk pertumbuhan dan perkembangan.

Penambahan Urea terlalu banyak menyebabkan tidak terjadinya keseimbangan pupuk dalam tanah, sehingga tanaman tidak sempurna menyerap hara, akibatnya tanaman tidak berkembang. Penggunaan Urea yang berlebihan mengakibatkan turunnya pH tanah sehingga mikroflora dan fauna mati, tanah menjadi padat dan tata aerasi tanah menjadi jelek, yang akhirnya menghambat perkembangan akar dan pertumbuhan tanaman. Akibatnya kemampuan tanaman untuk menyerap air dan unsur hara yang tidak mobil seperti P, K dan Zn menurun (Comish, 1984 dan Hammel, 1989).

Pupuk organik (pupuk kandang atau kompos) sangat membantu dalam memperbaiki sifat fisik tanah seperti permeabilitas, porositas, struktur, daya menahan air, dan kapasitas tukar kation. Selain itu pupuk kandang juga dapat memperbaiki sifat biologi dan kimia tanah, sehingga dapat memperbaiki lingkungan perakaran tanaman yang nantinya dapat meningkatkan pertumbuhan dan perkembangan tanaman serta memperoleh hasil yang lebih tinggi.

Pemakaian pupuk kandang tidak selamanya berdampak positif,ada kalanya mempunyai pengaruh negatif yang tidak dikehendaki, seperti ditemukannya bakteri coli pada air yang berada dipemukiman penduduk. Bakteri coli tersebut dipastikan berasal dari kotoran ternak yang meresap kedalam air sumur. Penurunan kadar salinitas terjadi karena kondisi lingkungan pada kawaasan peresapan di daerah aliran sungai (DAS) yang menurun. Adanya tanaman pada daerah aliran sungai tersebut memiliki pengaruh yang cukup besar karena tanaman tersebut berperan sebagai filtrasi atau penyaring, sehingga dapat memperbaiki kualitas air yang ada. Kehadiran kuman-kuman tersebut disebabkan rendahnya kualitas sumber air atau kurang higiene. Bakteri Coliform adalah umum digunakan bakteri indikator kualitas sanitasi makanan dan air. Mereka didefinisikan sebagai berbentuk batang Gram-negatif non- spora membentuk bakteri yang dapat memfermentasi laktosa dengan produksi asam dan gas ketika diinkubasi pada 35-37 ° C.

Coliform dapat ditemukan di lingkungan air, dalam tanah dan pada vegetasi, mereka secara universal hadir dalam jumlah besar dalam tinja hewan. coliform berasal dari sumber yang sama sebagai organisme patogen. Coliform relatif mudah untuk mengidentifikasi, biasanya hadir dalam jumlah yang lebih besar dari patogen lebih berbahaya, dan merespon lingkungan, pengolahan air limbah , dan pengolahan air yang sama dengan patogen banyak. Akibatnya, pengujian untuk bakteri coliform dapat menjadi indikasi yang masuk akal apakah bakteri patogen lainnya yang hadir.

Penanggulangan terjadinya pencemaran airUntuk mencegah agar tidak terjadi pencemaran air, dalam aktivitas kita dalam

memenuhi kebutuhan hidup hendaknya tidak menambah terjadinya bahan pencemar antara lain tidak membuang sampah rumah tangga, sampah rumah sakit, sampah/limbah industri secara sembarangan, tidak membuang ke dalam air sungai, danau ataupun ke dalam selokan. Tidak menggunakan pupuk dan pestisida secara berlebihan, karena sisa pupuk dan pestisida akan mencemari air di lingkungan tanah pertanian. Tidak menggunakan deterjen fosfat, karena senyawa fosfat merupakan makanan bagi tanaman air seperti enceng gondok yang dapat menyebabkan terjadinya pencemaran air.

Pencemaran air yang telah terjadi secara alami misalnya adanya jumlah logam-logam berat yang masuk dan menumpuk dalam tubuh manusia, logam berat ini dapat meracuni organ tubuh melalui pencernaan karena tubuh memakan tumbuh-tumbuhan yang mengandung logam berat meskipun diperlukan dalam jumlah kecil. Penumpukan logam-logam berat ini terjadi dalam tumbuh-tumbuhan  karena terkontaminasi oleh limbah industri. Untuk menanggulangi agar tidak terjadi penumpukan logam-logam berat, maka limbah industri hendaknya dilakukan pengolahan sebelum dibuang ke lingkungan.

Pertanian Berlanjut – Lanskap Pertanian dan Hidrologi | 17

Dengan menggunakan teknologiSalah satu teknologi tepat guna yang mampu mengolah air limbah domestik

adalah The Wetland Technology for Domistic Waste Water Treatment atau sistem tanah basah /lahan basah/ rawa buatan dengan memanfaatkan tanaman / vegetasi. Sistem ini telah banyak digunakan di banyak negara, seperti : Amerika, Kanada, Australia, Jerman, Belanda, Inggris, Cina, India dan beberapa negara Asia. Namun di Indonesia, belum begitu populer perkembangannya, karena kajian-kajian dan publikasi mengenai kemampuan tumbuhan air / vegetasinya tersebut masih kurang.

Sistem wetland Technology, memanfaatkan sinar matahari dan tanaman yang berfungsi memfilter bahan pencemar dengan bantuan mikroorganisme yang tumbuh di perakaran tanpa menambahkan bahan-bahan kimia dan prosesnya berjalan alami. Wetland adalah pengolahan limbah secara alami yang terdiri dari tiga faktor utama, yaitu:

1. Area yang digenangi air dan mendukung hidupnya aquatic plant jenis Hydrophita2. Media tumbuh berupa tanah yang selalu digenangi air3. Media jenuh air.

Adapun tipe-tipe wetland menurut Novotny dan Olem, 1994 yang dikutip oleh Widyastuti, 2005, wetland dapat dibedakan menjadi dua tipe, yaitu :

1. Wetland  dengan aliran diatas permukaan tanah (Free Water Surface System)Free Water Surface (FWS) System biasanya berupa kolam atau saluran-

saluran yang dilapisi lapisan impermeable di bawah saluran atau kolam yang berfungsi untuk mencegah merembesnya air keluar kolam atau saluran. Kemudian kolam tersebut terisi tanah sebagai tempat hidup tanaman yang hidup.

2. Wetland dengan aliran dibawah permukaan tanah (Sub-surface Flow System)Pada Sub-surface Flow (SSF) system, pengolahan limbah terjadi ketika air

mengalir secara perlahan melalui tanaman yang ditanam pada media berpori, misalnya gravel, kerikil dan tanah. Dalam sistem ini tanaman melalui akar rhizoma yang mentransfer oksigen kedalam media subsurface dan menciptakan kondisi aerobik (Robert, et all). Proses pengolahan air limbah terjadi melalui proses filtrasi, absorbsi oleh mikroorganisme dan adsorbsi polutan oleh tanah. Removel bahan organik pada sistem SSF dibatasi oleh dua faktor yaitu waktu tinggal dan transfer O2 (Crites, 1998 dalam Yuanita, 2000)

Kedua sistem diatas merupakan reaktor biologis attached growth dan berfungsi sebagaimana trickling filter dan biological contractors. Kemampuan sistem sangat dipengaruhi oleh waktu detensi air limbah dalam reaktor serta beban limbah yang masuk, kondisi biota dan keterbatasan oksigen dalam sistem. 

3.13 Ada beberapa faktor yang mempengaruhi proses aliran air permukaan dari plot sampai ke sungai.

DAS berfungsi sebagai transmisi melaui tiga jalur hidrologis yang dapat dilalui air untuk mencapai sungai : secara langsung melalui aliran permukaan (dalam waktu kurang lebih satu jam setelah turun hujan, tergantung kepada jarak ke sungai), melalui lapisan dalam tanah ( dalam waktu kurang lebih satuhari) atau aliran dalam tanah (air tanah, dalam hitungan waktu mingguan atau bulanan). Penutupan atau penggunaan lahan dapat mempengaruhi besarnya perbandingan antara berbagai aliran air, yakni dengan melalui :

1. Pemadatan tanah, yang khususnya akan mempengaruhi makro porositas tanah. Makroporositas tanah berhubungan dengan perbedaan antara kejenuhan dan kapasitas lapang. Proses pemadatan tanah tidak dapat dipulihkan dengan mudah.

2. Pembentukan kerak permukaan tanah (surface sealing), berhubungan langsung dengan hilangnya mineral permukaan tanah karena sinar matahari dan hujan langsung setelahnya hilangnya lapisan seresah. Pembentukan kerak tanah dapat dipulihkan dengan mudah, dengan memadukan dan memanfaatkan pengaruh penutup tanah dan biota tanah.

3. Curah hujan yang tinggi, hujan yang efektif (tinggi) tidak saja menyebabkan aliran yang kuat, tetapi juga bertambah banyaknya jumlah aliran sungai yang permanen.

Pertanian Berlanjut – Lanskap Pertanian dan Hidrologi | 18

Sebagai contoh,  sungai-sungai dibagian timur Amerika Serikat lebih banyak jika dibandingkan dengan di bagian barat.

4. Tanah-tanah porous, tanah yang porous ( lembab ) adalah media tanam yang sangat di sukai adenium. Ciri tanah porous adalah mampu untuk menyerap air. Dia selalu dalam keadaan lembab ( kelihatan basah di permukaannya ), namun bila di siram, air siramannya tidak menggenang ( Banjir ) melainkan langsung terserap masuk kedalam tanah. yang dalam dan banyaknya tumbuhan yang tumbuh cenderung menyerap air hujan dan mengurangi aliran permukaan (run-off) . Seperti pada daerah-daerah tinggi yang luas dipantai selatan Alabama dan Missisipi, walaupun curah hujan tinggi tetapi sungai tidak banyak jumlahnya.

5. Daerah yang terdiri dari batu gamping serta aliran bawah permukaan (bawah tanah) tidak menyebabkan terdapatnya aliran permukaan. Misalnya didaerah Karst Dalmatia tidak mempunyai banyak sungai, walaupun curah hujannya paling lebat didaerah Eropa.

6. Daerah arid dengan vegetasi yang kurang menentukan aliran sungai, baik volume, jumlah air , maupun keadan permanen aliran yang minimum.

7. Tanah-tanah liat yang kedap air sungai glacial, menambah aliran air permukaan yang mengurangi jumlah aliran bawah tanah, sehingga mempercepat pengerjaan erosi.

Apabila aliran cepat terjadi akrena kondisi permukaan tanah, maka proyek rehabilitas lahan dengan penanaman pohon mempunyai peluang untuk berhasil dan efektif dalam memperbaiki fungsi hidrologis DAS.Keberhasilan ini dapat dicapai dengan catatan bahwa penambahan penggunaan air oleh pohon yang ditanam harus dapat diimbangi oleh infiltrasi curah hujan tambahan, sehingga dapat terjadi penambahan terhadap jumlah aliran dasar. Apabila aliran cepat terjadi karena kejenuhan tanah di DAS dan kurangnya kapasitas penyimpanan air.

Pemadatan tanah dapat terjadi dengan cepat, apalagi dengan adanya jejak bulldozer, mobil, binatang dan manusia yang dapat memadatkan tanah terutama pada kondisi tanah basah seperti pada musim penghujan. Tanpa adanya penutup tanah, pelepasan partikel–partikel halus tanah dapat memberikan pengaruh yang sama seperti pemadatan tanah.Proses pemulihan tanah berupa pembentukan makroporositas bersifatlambat dan sangat tergantung pada aktifitas cacing tanah dan organism tanah. Jika tanah sudah padat, proses pemulihan mungkin berlangsung berpuluh tahun. Pengolahan tanah dengan membalikkan tanah tidak dapat menggantikan proses pembentukan struktur tanah secara biologi.

Semakin besar jumlah hujan yang jatuh, maka semakin besar pula jumlah aliran permukaan yang terjadi, yang berarti daya penghanyutan partikel-partikel tanah yang terlepas dan daya gerus terhadap permukaan tanah semakin besar. Dengan semakin besarnya tanah yang tergerus, permukaan tanah semakin licin, sehingga aliran air akan semakin kencang, semakin kecil yang tertahan di permukaan tanah, semakin kecil yang dapat terserap ke dalam tanah.

Pada tanah-tanah berlereng, erosi menjadi persoalan yang serius, dimana kemiringan dan panjang lereng merupakan dua unsur yang berpengaruh terhadap aliran permukaan dan erosi. Kemiringan lereng berpengaruh terhadap kecepatan aliran permukaan, sehingga memperbesar daya perusakan oleh air. Jika kecepatan aliran meningkat dua kali, maka jumlah butir-butir tanah yang tersangkut menjadi 32 kali lipat (Arsjad, 1983). Dan bila panjang lereng menjadi dua kali lipat, maka umumnya erosi yang terjadi akan meningkat 1,5 kali (Nurhajati Hakim, 1986).

Cepatnya aliran air di permukaan tanah, semakin mengurangi kesempatan untuk terserap ke dalam tanah. Semakin lama air berada di permukaan tanah maka akan banyak memberikan kesempatan untuk terserap ke dalam tanah. Dampak tidak terserapnya air ke dalam tanah ini yang mengakibatkan penumpukan air pada areal yang rendah. Jika penumpukan air ini melimpah akan mengakibatkan banjir. Salah satu cara untuk menghambat percepatan aliran air di permukaan tanah adalah dengan pengendalian erosi, dan membuat perluasan permukaan penyerapan tanah.

Pertanian Berlanjut – Lanskap Pertanian dan Hidrologi | 19

3.14 Kualitas Air PermukaanAir adalah pelarut yang baik, oleh sebab itu di dalamnya paling tidak terlarut

sejumlah kecil zat-zat anorganik dan organik (Manahan, 2000). Dengan kata lain, tidak ada air yang benar-benar murni dan hal ini menyebabkan dalam setiap analisis air ditemukan zat-zat terlarut.

Jadi dampak hidrologi di tingkat lansekap selama air mengalir di atas tanah dan sepanjang aliran sungai, air tersebut dapat membawa nutrien, sedimen, dan polutan yaitu keadaan sangat baik atau dikatakan baik. Seperti halnya dengan air, zat-zat tersebut dapat ditransport menuju sungai dan mempengaruhi proses fisika-kimia alami selama berada di badan air penerima. Setiap kegiatan manusia di sekitar DAS tersebut akan mempengaruhi kualitas dan kuantitas air di sungai tersebut. Penggunaan pupuk yang mengandung nitrogen, fosfor, kalium dapat mempengaruhi kualitas badan air tersebut. Eutrofikasi (alga tumbuh dengan cepat) dapat terjadi karena adanya materi-materi tersebut dalam jumlah yang berlebihan. Mineral dapat terbawa ke dalam air dan terakumulasi sehingga dapat mengganggu keseimbangan mineral alami.

Pertanian Berlanjut – Lanskap Pertanian dan Hidrologi | 20

IV. KESIMPULAN

Lanskap pertanian dan hidrologi merupakan proses pendistribusian air dan sifat-sifat kimia fisika suatu lahan pertanian beserta faktor biofisik dan petani ang bertujuan untuk meningkatkan produk pertanian. Pemukiman di areal DAS Brantas Hulu tersebar hampir di seluruh wilayah DAS dengan ketinggian 850 – 1100 meter dpl, pada ketinggian >1100 meter dpl masih berupa hutan alami yang memang difungsikan sebagai areal penyangga. Bila dibandingkan, antara hutan alami di kawasan Tahuran R. Soerjo dengan daerah pedesaan di DAS Sungai Brantas memiliki perbedaan yang cukup tinggi. Dimana Tahura R. Soerjo memiliki kerapatan dan keanekaragaman jenis dan umur vegetasi yang tinggi berpotensi besar sebagai penyerap dan penyimpan karbon dalam waktu lama. Sedangkan di desa sekitar DAS Sungai Brantas penggunaan lahan sebagian besar sebagai lahan pertanian dan pemukiman, dan ada juga lahan untut hutan produksi yaitu pinus. Hal ini kerapatan dan keanekaragaman jenis dari vegetasi tidak seberagam pada hutan alami. Sehingga penyimpanan dan penyerapan karbon pun semakin sedikit. DAS berfungsi sebagai transmisi melaui tiga jalur hidrologis yang dapat dilalui air untuk mencapai sungai : secara langsung melalui aliran permukaan, melalui lapisan dalam tanah atau aliran dalam tanah.

Pertanian Berlanjut – Lanskap Pertanian dan Hidrologi | 21

DAFTAR PUSTAKA

Anonymous, 2012. http://bebasbanjir2025.wordpress.com/04-konsep-konsep-dasar/ mimpi-tentang-das-kali-brantas/ (diakses tanggal 27 oktober 2012)

Anonymous. 2012. http://www.agroinformatika.net/2011/11/siklus-nitrogen.html . (diakses 27 oktober 2012)

Abujamin A A. 2000. Penentuan penghitungan neraca air Agroklimat. Makalah disampaikan pada program pelatihan peningkatan dalam bidang Agroklimatologi Kerja sama antara Badan Litbang Pertanian, Deptan dan FMIPA-IPB. Bogor. 31 Agustus – 2 Nopember 2000. Tidak diterbitkan. 28 halaman

Asdak, C. 1995. Hidrologi dan pengelolaan daerah aliran sungai. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.

Comish, P.S, H.B. So and J.R. Mc William.1984. Effects of Soil Bulk Density and Water regional on Root Growth and Uptake Of Phosphorus. By Ryeguna. Aust. J. Of agric. Res. p.35: 631-644

De Willigen P and Van Noordwijk M, 1991. Modeling nutrient uptake: from single roots to complete root systems. In: Penning De Vries FWT, Van Laar HH and Kropff MJ (eds.), Simulation and Systems Analysis for Rice Production (SARP). Simulation Monographs, PUDOC, Wageningen. P 277-295.

Djamaan (2006). Pemberian Nitrogen (Urea) terhadap Pertumbuhan dan Hasil Selada (lactuca sativa l). Balai Pengkajian Teknologi Pertanian. Sumatera Barat

Dwidjoseputro, D.1998. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Penerbit. Pt. Gramedia: Jakarta.Effendi, Hefni.2003.Telaah Kualitas Air, Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan Lingkungan

Perairan. Kanisius: Yogyakarta. Diakses 09 Mei 2012Jentha, 2003. Pemanfaatan Abu sebagai Pupuk oleh Petani di Kalampangan. Laporan

Ketrampilan Profesi. Fakultas Pertanian. Universitas Palangka Raya. Limin, S. H. 1998. Residual Effect of Lime, Phospahate and Manure on Crops

Commodities in Inland Peat. The University of Palangka Raya. Limin, S. H., Saman, T. N. and Alim, S. 2003. Forest Fires Suppression Activities in

Kalampangan Zone and the Natural Laboratory of Peat Swamp Forest (NLPSF) in Central Kalimantan. Presented in Hokkaido University, Sapporo-Japan, 20 March 2003.

Lobeck, AK (1939), Geomorphology, An Introduction to the study of Landscape, New                York and London: Mc Graw-Hill Book Company. Inc.          Page, S.E., Siegert, F., Rieley, J.O., Boehm, H.-D.V., Jaya, A. & Limin, S. 2002. The

amount of carbon released from peat and forest fires in Indonesia during 1997. Nature. Page 420: 61-65.

Pramudia A dan Santosa I. 1992. Analisis periode tanam kedelai di daearah Semi-Arit Tropik - Studi kasus di daerah Segaranten Kabupaten Sukabumi. Prosiding Simposium Meteorologi Pertanian III. Malang 20-22 Agustus 1991. Halaman 397-412

Siegert F. and Bechteler, A. 2002. Burnt area assessment in Central Kalimantan for the year 2002. Remote Sensing Solution GmbH-LMUM, Germany.

Sibuea L H dan Pramudia A. 1992. Penggunaan Neraca air tanah di Pulau Timor Bagian Barat dan penggunaan untuk evaluasi tingkat kesesuaian lahan dengan studi kasus di daerah Besikama. Prosiding Simposium Meteorologi Pertanian III. Malang 20-22 Agustus 1991. Halaman 512 – 521

Wijaya, mela.2011. Metabolism nitrogen. http://mela-wijaya.blogspot.com/2011/09/ metabolisme-nitrogen.html. Diakses 09 Mei 2012

Pertanian Berlanjut – Lanskap Pertanian dan Hidrologi | 22