MODEL SIMULASI SISTEM DINAMIK UNTUK MELIHAT … · air bersih karena mencairnya es di kutub utara...

1

Abstrak— Perubahan iklim merupakan salah satu hal yang sangat penting dalam dunia pertanian. Kegagalan panen terkait iklim sudah menyebabkan kerugian ekonomi dan melemahkan ketahanan pangan, dan ini cenderung menjadi lebih parah dikarenakan pemanasan global yang terus berlanjut. Oleh sebab itu perlu dilakukan pendekatan sistem agar proses dalam pertanian dapat berjalan sebagaimana mestinya. Untuk itu diperlukan suatu kajian yang dapat memberikan masukan bagi pemerintah untuk menjamin kelestarian pangan sehingga tercipta ketahanan pangan.

Pada penelitian ini akan digunakan metode sistem dinamik yang dapat melibatkan faktor-faktor internal dan eksternal, serta dapat dilakukannya studi komprehensif jangka panjang melalui beberapa skenario.Model yang dibuat didasarkan pada ekosistem yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari. Hasil yang didapat dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan masukan bagi pemerintah dalam menjamin kelestarian pangan sehingga tercipta ketahanan pangan. Kata Kunci : perubahan iklim, sistem dinamik, ketahanan pangan

I. PENDAHULUAN

embangunan pertanian di Indonesia dengan prinsip kemandirian dan berkelanjutan senantiasa harus diwujudkan dari waktu ke waktu, sebagai prasyarat bagi

keberlanjutan eksistensi bangsa dalam mengatasi ancaman kelangkaan pangan dunia yang dampaknya semakin terlihat nyata. Berkaca dari Konferensi Tingkat Tinggi (KTT) Kerja Sama Ekonomi Asia Pasifik (APEC) di Vladivostok, Rusia, 8-9 September 2012 , yang mengangkat tema ancaman krisis pangan global, perhatian terhadap masalah krisis pangan harus lebih ditingkatkan.

Perubahan iklim akan memberikan dampak yang besar kepada pertanian, lalu hasil pertanian juga akan berdampak kepada ketahanan pangan. Perpaduan antara meningkatnya suhu rata-rata, siklus hidrologi yang terganggu sehingga menyebabkan musim kemarau lebih panjang dan musim hujan yang lebih intensif namun lebih pendek. Meningkatnya siklus anomaly musim kering dan hujan dan berkurangnya kelembapan tanah akan mengganggu sector pertanian. Perubahan iklim akan memperngaruhi hasil panen yang kemungkinan besar akan berkurang disebabkan oleh semakin

keringnya lahan akibat musim kemarau yang lebih panjang. Pada skala yang ekstrem, berkurangnya hasil panen dapat mengancam ketahanan pangan. Selain itu, kebutuhan irigasi pertanian juga akan semakin meningkat namun disaat yang sama terjadi kekurangan air bersih karena mencairnya es di kutub utara yang menyebabkan berkurangnya cadangan air bersih dunia. Hal ini dapat berujung pada kegagalan panen berkepanjangan yang juga menyebabkan pasokan pangan menjadi sangat tidak pasti.

Kabupaten Malang merupakan salah satu daerah

pertanian di Jawa Timur yang secara geografis terletak antara 07°46'48" - 08°46'42" Lintang Selatan dan 112°31'42" - 112°48'48" Bujur Timur. Letaknya yang berada pada dataran tinggi membuat Kabupaten Malang sebagai daerah pemasok makanan seperti beras, jagung, kedelai, ubi kayu, ubi jalar, dsb. Namun dengan adanya perubahan iklim yang sering kali tidak menentu membuat pertanian di kabupaten Malang sering mengalami kegagalan panen.

II. METODE PENELITIAN

A. Pemodelan dan Simulasi

Simulasi merupakan suatu teknik meniru operasi-operasi atau proses- proses yang terjadi dalam suatu sistem dengan bantuan perangkat komputer dan dilandasi oleh beberapa asumsi tertentu sehingga sistem tersebut bisa dipelajari secara ilmiah (Law and Kelton, 1991).

Dalam simulasi digunakan komputer untuk mempelajari sistem secara numerik, dimana dilakukan pengumpulan data untuk melakukan estimasi statistik untuk mendapatkan karakteristik asli dari sistem. Simulasi merupakan alat yang tepat untuk digunakan terutama jika diharuskan untuk melakukan eksperimen dalam rangka mencari komentar terbaik dari komponen-komponen sistem. Hal ini dikarenakan sangat mahal dan memerlukan waktu yang lama jika eksperimen dicoba secara riil. Dengan melakukan studi simulasi maka

MODEL SIMULASI SISTEM DINAMIK UNTUK MELIHAT PENGARUH PERUBAHAN IKLIM

TERHADAP KETERSEDIAAN BERAS DAN UBI KAYU (STUDI KASUS KABUPATEN MALANG)

Nurina Setyaning Putri, dan Erma Suryani Jurusan Sistem Informasi, Fakultas Teknologi dan Informasi Institut Teknologi Sepuluh Nopember

(ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia

e-mail: [email protected]

P

2

dalam waktu singkat dapat ditentukan keputusan yang tepat serta dengan biaya yang tidak terlalu besar karena semuanya cukup dilakukan dengan komputer.

Pendekatan simulasi diawali dengan pembangunan model sistem nyata. Model tersebut harus dapat menunjukkan bagaimana berbagai komponen dalam sistem saling berinteraksi sehingga benar-benar menggambarkan perilaku sistem. Setelah model dibuat maka model tersebut ditransformasikan ke dalam program komputer sehingga memungkinkan untuk disimulasikan

B. Ketahanan Pangan

Menurut UU No.7/1996 tentang Pangan, ketahanan pangan diartikan sebagai kondisi terpenuhinya pangan bagi setiap rumahtangga yang tercermin dari tersedianya pangan yang cukup, baik jumlah maupun mutunya,aman,merata dan terjangkau.Kondisi ketahanan pangan dapat diwujudkan melalui pemanfaatan sumberdaya pangan, kelembagaan dan budaya lokal. Hal ini berarti kebutuhan pangan penduduk dapat dipenuhi dari kemampuan produksi atau perdagangan antar wilayah, melalui hasil kerja suatu sistem ekonomi 5pangan yang terdiri atas subsistem ketersediaan (availability); subsistem keterjangkauan (accessibility) baik secara fisik maupun ekonomi serta subsistem stabilitas ketersediaan dan keterjangkauan.

Aspek penting dalam perwujudan ketahanan pangan adalah pengembangan agribisnis pangan dan pengembangan kelembagaan pangan yang dapat menjamin keanekaragaman produksi, ketersediaan dan konsumsi pangan penduduk. Undang-undang No. 32 Tahun 2004 tentang Pemerintah Daerah, setiap daerah otonom diberikan kewenangan untuk mengatur dan mengurus kebutuhan pangan masyarakatnya sesuai dengan kemampuan wilayah.

Sebuah kondisi dimana terpenuhinya pangan bagi setiap rumah tangga, yang tercermin dari tersedianya pangan yang cukup baik jumlah maupun mutunya, aman, merata, dan terjangkau (UU no.7,1996). Food security exists when all people, at all times, have physical and economic access to sufficient, safe, and nutritious food to meet their dietary needs and food preferences for an active and healthy life (FAO,1996).

C. Pola Konsumsi Pangan

Penelitian Junaidi (1997) menggunakan data primer yang beralokasi di Pulau Bungin, Kabupaten Sumbawa, Nusa Tenggara Barat mendefinisikan pola konsumsi sebagai suatu kebisaaan tentang makan dan jenis makanan yang dikonsumsi oleh mayoritas masyarakat sebagai refleksi dari keadaan lingkungan, sosial dan budaya masyarakat. Penelitian tersebut dilakukan dengan metode deskriptif. Gambaran pola konsumsi pangan meliputi: jenis bahan pangan pantangan (taboo) dikonsumsi, frekuensi makan, jumlah konsumsi pangan, jumlah konsumsi energi dan zat gizi serta mutu konsumsi pangan (PPH). Dalam penelitian ini diperoleh gambaran pola konsumsi pangan pada musim hujan dan musim

kemarau menunjukkan bahwa beras sebagai sumber karbohidrat dan sekaligus sumber protein nabati dan ikan merupakan sumber protein hewani. Hampir tidak ada perbedaan frekuensi makan penduduk antar musim hujan dan musim kemarau. Umumnya penduduk makan tiga kali sehari.

D. Verifikasi dan Validasi

• Verifikasi Verifikasi Model adalah proses menentukan apakah model simulasi merefleksikan model konseptual dengan tepat. Verifikasi dari suatu model bertujuan untuk menjamin kebenaran suatu model secara matematis dan konsisten secara logika

• Validasi Validasi adalah suatu tindakan yang membuktikan bahwa suatu proses/metode dapat memberikan hasil yang konsisten sesuai dengan spesifikasi yang telah ditetapkan dan terdokumentasi dengan baik. Validasi Model adalah proses menentukan apakah model konseptual merefleksikan sistem nyata dengan tepat. Menurut Law dan Kelton (1991) validasi adalah sebuah proses menentukan apakah model konseptual merepresentasikan system nyata dengan tepat atau tidak.

Model dianggap valid jika E1 ≤ 5%

Ss= standard deviasi model Sa = standard deviasi data

Model dianggap valid bila E2 ≤ 30%

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

Data masukan yang digunakan untuk pengerjaan tugas akhir ini, yaitu:

a. Luas lahan, Produktivitas, dan Produksi Padi kabupaten Malang

b. Luas Lahan, Produktivitas dan Produksi Ubi Kayu kabupaten Malang

c. Jumlah Populasi (angka kelahiran dan angka kematian) kabupaten Malang

[ ]A

ASE

−=1

datarataratanilaiA

simulasihasilrataratanilaiS

__

___

−=

−=

Sa

SaSsE

−=2

3

d. Iklim , berdasarkan pengamatan dari beberapa stasiun klimatologi di kabupaten Malang

Implementasi dari pemodelan data dapat dilihat pada Base Model Diagram berikut :

Gambar 1 Base Model Diagram ketersediaan padi

A. Pengembangan skenario

Pengembangan skenario yang dilakukan dibedakan menjadi dua yaitu :

1. Skenario parameter 2. Skenario struktur

Skenario parameter bertujuan untuk mengetahui produktivitas pangan pada kondisi optimis (nilai produktivitas tertinggi yang pernah dicapai), pesimis (nilai produktivitas terendah yang pernah dicapai, dan nilai rata-rata produktivitas (most-likely) yang sering terjadi dalam menghasilkan produksi beras dan ubi kayu dengan satuan ton per hektar berdasarkan kondisi saat ini.

1. Skenario Parameter

Pada bagian ini, membuat skenario optimistis, skenario most likely dan skenario pesimistis melalui intensifikasi yang bertujuan untuk meningkatkan hasil pertanian dengan menoptimalkan lahan pertanian dan melakukan pemenuhan kekurangan beras dengan ubi kayu. Dengan tujuan untuk meningkatkan produktivitas padi 11 tahun mendatang.

a. Skenario Intensifikasi Optimis

Pengertian dari intensifikasi lahan yaitu meningkatkan hasil pertanian dengan cara mengoptimalkan lahan perhatian. Didalam intensifikasi tidak terjadi perluasan lahan. Tingkat penambahan lahan padi dan ubi kayu 0 dalam arti tidak ada pembukaan lahan tanam baru (luas lahan konstan). Untuk Skenario Intensifikasi Optimis produktivitas ubi kayu naik sebanyak 4 ton per tahun.

b. Skenario Intensifikasi Pesimis Pengertian dari intensifikasi lahan yaitu

meningkatkan hasil pertanian dengan cara mengoptimalkan lahan perhatian. Didalam intensifikasi tidak terjadi perluasan lahan. Tingkat penambahan lahan padi dan ubi kayu 0 dalam arti tidak ada pembukaan lahan tanam baru (luas lahan konstan). Untuk Skenario Intensifikasi Pesimis produktivitas ubi kayu naik sebanyak 2 ton per tahun.

c. Skenario Intensifikasi Most-Likely Pengertian dari intensifikasi lahan yaitu


d. Skenario Struktur

Pada bagian skenario struktur, menggunakan ekstensifikasi lahan untuk perluasan lahan. Definisi dari ekstensifikasi lahan adalah perluasan areal pertanian ke wilayah yang sebelumnya belum dimanfaatkan manusia. Lahan ubi kayu dan padi akan terus meningkat sedangkan produktivitas dari keduanya tetap.

e. Skenario Pemenuhan Ubi Kayu terhadap Beras

Skenario pemenuhan ubi kayu terhadap beras dilihat dari rasio pemenuhannya. Pada rasio pemenuhan, hasil dari demand beras dan produksi beras tidak signifikan. Maka daripada itu akan terjadi kekurangan supply beras yang akan diganti dengan produksi dari ubi kayu untuk menutupi kekurangan dari supply padi tersebut.

laju kelahiran

produktivitaspadi

konsumsiberas per

jiwa

produksiberas

produksi padi

rasiopemenuhan

lack ofsupply

jumlahpopulasi

laju kematian

demandberas

luas lahanpadi

rate of luas lahan lahan berubahfungsi

<jumlah populasi>

rata-rata lahan perpenduduk

areapermukiman

luas areakab.Malang

area lain

alih lahanpertanian

suhu udara

curah hujan

kec.angin

tekananudara

dampakperubahan

iklim

4

Tabel 1 Hasil Skenario Intensifikasi dan ekstensifikasi

Tabel 2 Hasil Skenario pemenuhan

Dapat diketahui dari Table 1 bahwa kondisi saat ini

untuk pertanian di kabupaten Malang dalam pemenuhan ketersediaan pangan belum dapat terpenuhi. Karena produktivitas petani kabupaten Malang saat ini berdasarkan skenario optimis, most-likely, dan pesimis hanya mencapai rata-rata 26.9605 ton, 20.4605 ton, 13.9605 ton untuk padi dan 1201.079 ton , 1194.579 ton, 1188.079 ton untuk ubi kayu. Dengan melakukan perluasan lahan sebesar 4% pada masing-masing lahan padi dan ubi kayu diharapkan dapat memenuhi ketersediaan pangan (ubi kayu) untuk menggantikan kebutuhan akan beras yang semakin lama semakin melonjak seiring dengan melonjaknya kepadatan penduduk.

Table 2 menjelaskan tentang besar rasio pemenuhan

berdasarkan produksi dan demand beras dari tahun 2000-2011 beserta pemenuhan ubi kayu terhadap beras untuk tahun 2012-2023. Namun dari table dapat dilihat bahwa produksi ubi kayu masih belum mampu menggantikan kebutuhan akan beras.

IV. KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan Beberapa hal yang dapat disimpulkan terkait dengan pengerjaan tugas akhir ini adalah :

1. Iklim sangat berpengaruh terhadap produktivitas dan produksi padi di kabupaten Malang. Korelasi antara iklim dan produksi padi juga bisa dikatakan rendah. Dampak dari perubahan iklim tersebut yaitu produktivitas padi berkurang sebesar 0.09605 ton/ha setiap tahunnya.

2. Intensifikasi dan ektensifikasi lahan dapat membantu ubi kayu sebagai bahan pangan lain selain beras dapat meningkatkan produksinya sehingga ubi kayu dapat menggantikan kebutuhan beras walaupun hanya beberapa persen saja.

Saran Bagi institusi : Pemerintah kabupaten Malang seharusnya melakukan perluasan lahan terhadap lahan pertanian dan memberikan penyuluhan tentang mengkonsumsi bahan makanan selain beras agar jika terjadi kekurangan beras, para warga kabupaten Malang masih dapat mengkonsumsi makanan seperti ubi kayu.

Bagi akademis ; Penelitian ini membahas tentang ketersediaan beras dan ubi kayu di kabupaten Malang. Untuk selanjutnya dapat dipertimbangkan pula variabel lainnya seperti dari segi ekonomi.

V. DAFTAR PUSTAKA

http://bps.go.id

AR, Nuhfil Hanani. 2009. Pengertian Ketahanan Pangan

Dinas Pertanian Tanaman Pangan. 2011. Provinsi jawa Timur

Badan Perencanaan Pembangunan Daerah Kabupaten Malang. Edisi Tahun 2011. Kabupaten Malang dalam angka.


Jenis

Skenario

Produktivitas

Padi (ton/ha)

Perluasan

Lahan Padi

(ha)

Optimis 26.9605 -

Most-

Likely 20.4605 -

Pesimis 13.9605 -

Struktur - 6691.08

rasio

pemenuhan

demand

beras

skenario

pemenuhan

20251 2671293952 3769.943

10533 2673965312 2963.297

7082 2676639232 2724.185

5292 2679315968 2387.194

4204 2681995264 2260.78

3483 2684677120 2365.408

2972 2687362048 2178.132

2591 2690049280 2022.26

2295 2692739328 2019.836

2063 2695432192 1924.93

1869 2698127360 1935.624

1708 2700825344 1796.786

1570 2703526400 1815.089

5

Ariyanto. Eko Shodiq. 2010. Kajian dampak perubahan iklim terhadap produktivitas padi.

Irawan. 2005. Analisis ketersediaan beras nasional: suatu kajian simulasi pendekatan system dinamis. Penelitian Pertanian, 110-112.

Erma, Suryani. 2006. Pemodelan dan Simulasi. Graha Ilmu. Yogyakarta.

Law. Kelton. 1991. Simulation Modelling and Analysis. 2nd edition McGraw-Hill International Edition.

Yayuk. 2010. Penilaian Ketersediaan Sumberdaya Pangan Wilayah. Departemen Gizi masyarakat FEMA IPB. IPB Bogor.

Dinas Pertanian kabupaten Malang. 2011. Survei Pertanian : Produksi Pertanian Masyarakat Kabupaten Malang. BPS.

Balitkabi Malang Jawa Timur. 2011. Teknologi Produksi Padi, Jagung, Kacang Tanah, Kedelai, Ubi Kayu, Ubi Jalar. Perpustakaan Nasional.

World Bank. Adaptasi Terhadap Perubahan Iklim. Policy Brief. www.worldbank.org/id.

Robert Muetzelfeldt. 21 December 2010. CGIAR Research Program on Climate Change, Agriculture and Food Security (CCAFS).

Badan Litbang Pertanian.Pedoman Umum IP Padi 400.

1



I. PENDAHULUAN
















P