Studi Pengaruh Kualitas Vegetasi pada Lingkungan Termal Kawasan Kota di Bandung Menggunakan Data Citra Satelit

Surjamanto Wonorahardjo

Suwardi Tedja Benedictus Edward

Laboratorium Teknologi Bangunan

Sekolah Arsitektur, Perencanaan dan Pengembangan Kebijakan Institut Teknologi Bandung E-mail : titus@ar.itb.ac.id

Abstrak Tulisan ini membahas lingkungan termal kawasan perkotaan yang dipengaruhi oleh berbagai aspek antara lain bentuk permukaan kawasan, kepadatan dan penggunaan bahan bangunan. Salah satu aspek fisik permukan kawasan yang diyakini para ahli dapat mempengaruhi suhu udara adalah vegetasi seperti taman kota, pohon di tepi jalan dll. Konsep zoning pada kota membentuk kawasan dengan keunikan karakteristik fisik permukaan dan vegetasinya sehingga membentuk kenikan lingkungan termal seperti terbentuknya pulau-pulau panas (heat island). Penelitian ini memanfaatkan data satelit Landsat ETM yang mengambil citranya dalam 7 band termasuk di dalamnya citra termal. Metoda ini cukup akurat karena citra (termal) satelit mempunyai resolusi 1 pixel = 60mx 60 m. Pendataan suhu udara lingkungan juga dilakukan dengan pengukuran lapangan untuk pembanding data citra satelit tersebut. Analisis dilakukan terhadap pengaruh tipe vegetasi (pohon, perdu, rumput di lahan terbuka dll) terhadap fisik permukaan kawasan (bentuk permukaan kawasan, kepadatan, penggunaan bahan bangunan) dari aspek pembentukan lingkungan termalnya. Hasil penelitian menunjukkan lingkungan termal kawasan kota sangat dipengaruhi oleh karakteristik vegetasinya. Kata kunci : Lingkungan termal, vegetasi, citra satelit 1. Pendahuluan

Pembangunan fisik di perkotaan telah menimbulkan berbagai masalah lingkungan,

salah satunya adalah berubahnya kualitas lingkungan termal, menjadi lebih panas dari

kawasan sekitarnya atau kawasan yang masih alami. Pemanasan lingkungan tersebut

berdampak negatif pada aktifitas kehidupan di kawasan tersebut seperti meningkatnya

penggunaan energi untuk pengkondisian udara, penurunan produktifitas kerja dll.

Vegetasi diduga sebagai salah satu unsur yang dapat mengendalikan kualitas

lingkungan termal. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi peranan vegetasi

dan tutupan lahan / perkerasan dalam pengendalian lingkungan termal.

2. Metoda Penelitian

Penelitian ini mengunakan media data citra satelit Landsat ETM dan citra satelit yang

diambil dari google map. Data citra termal menunjukkan tingkat emisifitas termal

permukaan bumi, yang merupakan potensi pemanasan lingkungan, sedangkan data

citra visible menunjukkan citra permukaan seperti aslinya. Penelitian ini dilakukan

dalam dua tahap yaitu; 1) Inspeksi visual terhadap citra visible dan termal, yang

terkait dengan karakteristik fisik permukaan dan tingkat emisifitas permukaan. Pada

tahap ini dapat dibedakan kualitas vegetasi permukaan kota (lihat gambar 1). 2) Pada

tahap berikutnya, dilakukan kuantifikasi vegetasi pada setiap zona ukur. Pada

penelitian ini digunakan zona ukur berdiameter 300 m, dengan titik pusat sebagai titik

pengambilan temperatur udara. Kuantifikasi dilakukan terhadap pohon dan vegetasi

penutup tanah didalam lingkaran zona ukur. Tahapan kuantifikasi dapat dilihat pada

gambar 2.

Gambar 1: Citra Visible dan Citra Termal Kawasan Asia Afrika – Bandung Indonesia

1. Penentuan Zona Ukur 2. Identifikasi Vegetasi

3. Kuantifikasi Volume Vegetasi 4. Kuantifikasi Luas Jalan

Gambar 2 : Tahapan Kuantifikasi Volume Vegetasi Kawasan

3. Lingkungan Termal Lingkungan termal didefinisikan sebagai lingkungan yang mempengaruhi manusia

dalam hal kualitas termalnya, sehingga manusia dapat merasakan lingkungan tersebut

sebagai lingkungan yang dingin atau panas. Salah satu unsur utama yang membetuk

lingkungan termal adalah temperatur udara, disamping unsur lain seperti temperatur

radiasi, kelembaban, dan pergerakan udara. Perubahan lingkungan termal di perkotaan

pada penelitian ini dilihat dari berubahnya temperatur udara.

Para ahli berpendapat bahwa perubahan lingkungan termal dipengaruhi oleh :

- Pergantian natural land cover (LC) dengan perkerasan, bangunan, dan

infrastruktur lainnya

- Pengurangan jumlah pohon dan tanaman sehingga mengurangi efek pendinginan

alami dari pembayangan dan penguapan air dari tanah dan dedaunan

(evapotranspiration).

- Peningkatan jumlah bangunan tinggi sehingga membentuk jalur-jalur jalan sempit

yang memerangkap udara panas dan menghambat aliran udara (geometry effect).

- Peningkatan buangan panas dari kendaraan, pabrik dan AC serta kegiatan manusia

lainnya yang menambah panas lingkungan dan memperburuk efek P2

(anthropogenic).

- Peningkatan polusi udara yang membentuk lapisan greenhouse gas dan ozone di

udara.

4. Peran Vegetasi

Salah satu peran vegetasi untuk mengendalikan lingkungan termal adalah melalui

mekanisme evapotranspiation (proses penguapan air dari daun ke udara) yang dapat

mempercepat pendinginan permukaan daun yang juga berakibat pada penurunan

temperatur udara. Pengukuran terhadap proses evapotranspiration pernah dilakukan

oleh DOE Lawrence Berkeley National Laboratory dan dilaporkan bahwa pohon

berdiameter 30 feet dapat melepas air sebanyak 40 galon / hari.

Dalam artikel Trees and Vegetation yang dikeluarkan HIG dinyatakan bahwa pohon

dan tanaman mendinginkan udara dengan cara membayangi dan mungurangi jumlah

sinar matahari yang mencapai tanah. Jumlah sinar matahari yang menembus canopy

dinyatakan dalam nilai transmitansi1 yang bervariasi dari 0 – 100%. Nilai 0 berarti

sinar matahari sama sekali tidak dapat menembus canopy, nilai 100 berarti tidak ada

sinar matahari yang ditahan oleh canopy.

Gambar 3 : Peran Vegetasi Sumber : HIG 2006

Analisis karakeristik vegetasi biasanya dilakukan di atas dan di bawah canopy untuk

memberikan pemahaman yang lebih baik tentang material penutup lahan.

5. Vegetasi beberapa Kawasan di Kota Bandung Kualitas vegetasi beberapa kawasan di kota Bandung dalam penelitian ini ditunjukkan

melalui volume pohon (m3), sedangkan aspek kerindangan dan vegetasi penutup tanah

tidak diteliti. Beberapa kawasan seperti kawasan RS Borromeus dan RS Advent dan

sekitarnya memiliki kualitas vegetasi yang lebih baik dibanding kawasan Asia Afrika

dan kawasan perumahan di belakang Gedung Sate.

Data kualitas vegetasi dapat dilihat pada gambar 4 dibawah ini.

1 Transmittance varies by tree or vegetation type, but for deciduous species – which shed their leaves in winter – transmittance ranges from 6 to 30% in the summer and 10 to 80% in the winter.

Kawasan Citra Kawasan Volume Pohon (M3)

1

Asi

a A

frik

a Ti

mur

226775.5 2

Asi

a A

frik

a B

arat

232650.9931

3

RS

Bor

rom

eus

1110375.678

4

RS

Adv

ent

657670.6122

5

Kaw

asan

Per

daga

ngan

Se

gitig

a Em

as K

osam

bi

244,089.18

6

Peru

mah

an d

i bel

akan

g G

edun

g Sa

te

1229404.34

Gambar 4 : Data Kualitas Vegetasi Beberapa Kawasan di Bandung

6. Analisis Pengaruh Vegetasi Pada Lingkungan Termal Pengaruh kualitas vegetasi di beberapa kawasan terhadap lingkungan termalnya dapat

ditunjukkan oleh diagram korelasi antara volume pohon dan temperatur udara. Hasil

analisis korelasi anatar volume pohon terhadap temperatur udara menunjukkan bahwa

volume pohon mempengaruhi temperatur udara secara siginifikan. Semakin banyak

pohon, maka temperatur udara semakin rendah.

-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

tem

p

-2 -1 0 1 2 3 4ph

Linear FitBivariate Normal Ellips e P=0.500

Bivariate Fit of temp By ph

Signifikansi pengaruh pohon terhadap temperatur udara dapat dilihat pada tabel di

bawah ini. Terlihat bahwa volume pohon sangat berpengaruh terhadap temperatur

udara.

Interceptph

Term1.178e-16-0.334568

Estimate0.178205 0.18136

Std Error 0.00 -1.84

t Ratio1.00000.0761

Prob>|t|

Parameter Estimates

Gambar 5 : Korelasi antara Volume Pohon terhadap Temperatur Udara

Berikut ini adalah prediksi profil korelasi antara kualitas vegetasi - penutup tanah

terhadap berbagai aspek lingkungan termal seperti temperatur udara maksimum,

temperatur udara rata-rata, laju naik dan turun temperatur udara, serta waktu

terjadinya temperatur maksimum (lihat gambar 6 ).

Gambar 6 : Korelasi Kualitas Vegetasi dan Penutup Tanah (Jalan) Terhadap Lingkungan Termal.

7. Hasil dan Pembahasan

Sebagai hasil penelitian didapatkan bahwa vegetasi berupa pohon sangat berpengaruh

positif terhadap lingkungan termalnya dalam hal laju penurunan temperatur udara dan

T M

aks

31.73

29.63

30.82234T

Rat

a-ra

ta

28.97

26.977

28.18622

Laju

Nai

k

1.584

0.9349

1.138419

Laju

Tur

un

1.993

0.318

0.933098

Wak

tu M

aks 14.56

12.28

13.65957

Inte

nsita

s P

2 2.198

0.207

1.416021

Pohon2345

7.23

3926

29.3108421

Jalan0.01

3195

0.25

51040.12424

Prediction Profiler Pada gambar di samping ini

terlihat bahwa volume pohon

berpengaruh menurunkan

temperatur udara. Semakin besar

volume pohon di kawasan, rata-

rata temperatur udara juga

semakin rendah. Pohon juga

mempengaruhi laju naik dan turn.

Semakin besar volume pohon,

maka penurunan tempetur udara

semakin cepat.

Sedangkan penutup tanah seperti

jalan aspal berperan negatif

terhadap temperatur udara,

dengan pengertian bahwa

semakin besar luas jalan, maka

semakin tinggi temperatur udara.

Luas jalan juga berpengaruh

positif pada laju penurunan

temperatur udara, dengan

pengertian semakin luas jalan,

maka semakin cepat temperatur

udara turun pada sore hari.

temperatur udara rata-rata. Dengan demikian maka mekanisme pohon dalam

pengendalian lingkungan termal dapat diintepretasikan sebagai berikut :

- Pohon berpengaruh positif terhadap temperatur udara berdasarkan mekanisme

pembayangan (canopy effect), di mana pohon memayungi daerah di bawahnya

dari sinar matahari langsung sehingga tidak menjadi panas dan berpengaruh pada

udara.

- Pohon berpengaruh positif terhadap proses pendinginan (penurunan temperatur

udara sore hari) berdasarkan mekanisme evapotranspiration, di mana pelepasan

air dari permukaan daun pada sore hari mendinginkan permukaan daun dan

mempengaruhi temperatur udara di sekitarnya.

- Pohon berpengaruh negatif terhadap proses pemanasan (naiknya temperatur udara

pagi hari) berdasarkan mekanisme ‘selimut’ di mana canopy menghalangi

pertukaran panas dengan daerah sekitarnya sehingga lingkungan di bawahnya

cepat menjadi panas. Efek dari laju naik temperatur udara tidak terlalu

berpengaruh pada temperatur udara rata-rata.

Sedangkan badan jalan juga berpengaruh pada lingkungan termalnya sbb:

- Badan jalan berpengaruh negatif terhadap temperatur udara dalam pengertian

semakin luas badan jalan, maka temperatur udara rata-rata siang hari semakin

tinggi. Pergantian penutup tanah alami dengan aspal dan beton mempengaruhi

lingkungan termalnya. Mekanisme pemanasan lingkungan diduga terjadi karena

perkerasan tanah menyimpan panas (kapasitas termal tinggi) lebih banyak

dibanding kondisi permukaan yang alami.

- Sedangkan badan jalan berpengaruh positif terhadap proses pemanasan

lingkungan pagi hari dan proses pendinginan lingkungan sore hari dengan

pengertian semakin luas badan jalan, maka laju naik temperatur udara semakin

kecil dan laju turun temperatur udara semakin besar. Mekanisme ini terjadi karena

badan jalan yang cenderung lebar / luas, tidak memerangkap udara panas di

lingkungannya sehingga peningkatan temperatur udara berjalan lebih lambat dan

pendinginannya berjalan lebih cepat. Walapun demikian secara keseluruhan badan

jalan cukup berpengaruh negatif terhadap temperatur udara rata-rata.

8. Pemberitahuan

Penelitian ini disponsori oleh ITB melalui Riset Unggulan 2007 atas nama peneliti.

9. Kesimpulan

Pengendalian iklim mikro kota dapat dilakukan dengan vegetasi dan infrastruktur

lainnya seperti jalan, lapangan terbuka dll. Dengan demikian berubahnya lingkungan

termal tidak dapat dianggap sebagai fenomena pemanasan global saja, karena terbukti

dalam skala lingkungan mikro (kawasan kota) asspek karakteristik fisik permukaan

seperti kualitas vegetasi dan tutupan lahan sangat berpengaruh pada temperatur udara.

Pohon sebagai salah satu unsur vegetasi yang cukup dominan di kawasan kota

Bandung cukup berperan dalam pengendalian lingkungan termalnya terutama karena

mempunyai mekanisme payung (canopy effect) dan peninginan evaporatif

(evapotranspiration)

10. Daftar pustaka Akbari Hashem (1999) : Characterizing the Fabric of the Urban Environment: A Case

Study of Sacramento, diakses tanggal 20 Desember 2005 di website http://eetd.lbl.gov/HeatIsland/PUBS/2000/44688rep.pdf

Emmanuel (2000) : Assesment of Impact of Land Cover Changes on Urban Bioclimatic: The Case of Colombo, Sri Lanka, diakses tanggal 10 Mei 2006 di website http://goliath.ecnext.com/coms2/gi_0199-2864630/Assessment-of-impact-of-land.html

HIG (2004) : Trees and Vegetation, diakses tanggal 20 Desember 2005 di website http://www.epa.gov/heatisland/strategies/vegetation.html

Patz Jonathan A. (2004) : The Potential Health Impacts of Climate Variability and Change for the United States: Executive Summary of the Report of the Health Sector of the U.S. National Assessment, diakses tanggal 10 Mei 2006 di website http://www.ehponline.org/members/2000/108p367-376patz/108p367.pdf

R honda M. Ryznar (1998) : Using Remotely Sensed Imagery to Detect Urban Changes Viewing Detroit from Space , diakses tanggal 7 April 2006 di website. http://musicalheaven.com/store/asinsearch_B0008I5Y2I.html

UNEP WorldConservation ( 2003) : Biodiversity and Climate Change Programme,

MonitoringCentre, Cambridge, United Kingdom, diakses tanggal 10 Oktober 2005 di website http://www.unep-wcmc.org/climate/home.htm

Voogt, James A. (2004) : Urban Heat Islands: Hotter Cities, diakses tanggal 10 Oktober

2005 di website http://www.actionbioscience.org/environment/voogt.html Wong Nyuk Hien (2002) : The Thermal Effects of Plants on Buildings, diakses tanggal 2

Februari 2006 di website http://goliath.ecnext.com/coms2/gi_0199-2295133/The-thermal-effects-of-plants.html