Simulasi Dinamika Sistem Ketersediaan Ubi Kayu

download Simulasi Dinamika Sistem Ketersediaan Ubi Kayu

of 149

Transcript of Simulasi Dinamika Sistem Ketersediaan Ubi Kayu

SIMULASI DINAMIKA SISTEM KETERSEDIAAN UBI KAYU (Studi Kasus di Kabupaten Bogor) Oleh RAHAYU UTAMI F34101027 2006 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR Rahayu Utami. F34101027. Simulasi Dinamika Sistem Ketersediaan Ubi Kayu (Studi Kasus Di Kabupaten Bogor). Dibawah Bimbingan Machfud dan Agus Supriatna S. 2005. RINGKASAN Ubi kayu (Manihot esculenta Crantz) merupakan salah satu komoditas tanaman pangan yang memiliki potensi cukup besar untuk dikembangkan sebagai bahan baku industri. Komoditas ubi kayu dalam pembentukan PDRB (Product Domestic Regional Bruto) Kabupaten Bogor 2003 memiliki kontribusi sebesar 9,9% dari sub sektor tanaman bahan makanan yang memberikan kontribusi sebesar 5,68% terhadap total PDRB (BPS Kabupaten Bogor, 2004). Kabupaten Bogor merupakan salah satu kabupaten sentra produksi ubi kayu di Jawa Barat. Total produksi ubi kayu Kabupaten Bogor periode 1995-2003 adalah 7-12% dari total produksi ubi kayu Jawa Barat atau sekitar 1% dari total produksi ubi kayu nasional (BPS, 2004, diolah). Perkembangan produksi ubi kayu Kabupaten Bogor berfluktuatif setiap tahunnya. Dinamika produksi ubi kayu tersebut antara lain dapat dipengaruhi oleh faktor alam (iklim), waktu panen (delay), harga di tingkat petani, dan sebagainya. Tujuan penelitian ini adalah menganalisis ketersediaan ubi kayu sebagai bahan baku industri maupun konsumsi di masa mendatang, membuat simulasi model dinamik terhadap kemungkinan beberapa skenario perencanaan penyediaan ubi kayu, dan memberikan alternatif kebijakan bagi para pengambil keputusan. Metode yang digunakan adalah pemodelan dengan pendekatan sistem dinamik yang dilanjutkan dengan simulasi berdasarkan beberapa skenario yang telah ditetapkan. Pemodelan sistem dinamik dilakukan dengan alat bantu diagram simpal kausal (loops) yang menghasilkan struktur model dinamis dan perilaku sistem dinamis. Perangkat lunak yang digunakan untuk membantu penyelesaian model dinamik adalah Powersim versi 2.5 for windows. Pengembangan model Cassava.Sim terdiri atas 3 sub model yaitu sub model penyediaan, sub model kebutuhan konsumsi, dan sub model kebutuhan industri. Pada masing-masing sub model tersebut terdapat variabel input (dynamic object) yang berfungsi untuk menginputkan data pada setiap skenario yang dibuat sesuai dengan kondisi nyata. Model sistem dinamik ini mempunyai lima skenario, yaitu (1) skenario tanpa adanya kebijakan (upaya pelestarian); (2) skenario dengan kebijakan pendayagunaan sumber daya lahan; (3) skenario dengan kebijakan peningkatan produktivitas; (4) skenario dengan kebijakan pendayagunaan sumber daya lahan dan peningkatan produktivitas; (5) skenario dengan pengaruh peningkatan kebutuhan konsumsi dan industri. Hasil analisis menunjukkan bahwa apabila terjadi pergeseran/penurunan luas areal tanam sebesar 2% per tahun maka persediaan ubi kayu di Kabupaten Bogor diperkirakan akan habis pada tahun 2008 jika tidak ada upaya pelestarian (skenario 1). Upaya pelestarian melalui perluasan areal tanam 1% per tahun mampu memenuhi kebutuhan ubi kayu selama 10 tahun ke depan (skenario 2). Sedangkan upaya pelestarian melalui peningkatan produktivitas sebesar 19 ton/ha tidak terlalu banyak memberikan pengaruh hanya mampu memenuhi kebutuhan ubi kayu hingga tahun 2011 (skenario 3). Upaya pelestarian dengan perluasan areal tanam 0,5% per tahun dan peningkatan produktivitas sebesar 19 ton/ha (skenario 4) telah mampu memenuhi kebutuhan ubi kayu sampai 10 tahun ke depan. Upaya ini merupakan alternatif yang lebih baik, bahkan membuka peluang yang besar bagi pengembangan diversifikasi pangan non beras dan industri berbasis ubi kayu. Apabila diasumsikan terjadi perubahan tingkat konsumsi sebesar 0,009 ton/kapita/tahun diikuti peningkatan kebutuhan industri khususnya industri aci sebesar 2,5 ton/unit/hari maka produksi ubi kayu tidak dapat memenuhi kebutuhan tersebut selama lebih dari 10 tahun (skenario 5). Upaya untuk mengatasi persoalan pada skenario 5 adalah dengan melakukan upaya perluasan lahan sebesar 1% per tahun dan peningkatan produktivitas rata-rata 19 ton/ha. Upaya tersebut mampu memenuhi kebutuhan ubi kayu selama 10 tahun ke depan. Secara keseluruhan model dinamik yang dirancang telah mampu menganalisis ketersediaan ubi kayu dan implikasinya terhadap alternatif kebijakan yang dapat diambil untuk mendukung teknologi pengembangan ubi kayu baik untuk kebutuhan konsumsi maupun industri. Model yang telah dibuat memungkinkan untuk dapat dipakai sebagai alat dalam pengambilan keputusan maupun penentuan kebijakan pengembangan ubi kayu di masa mendatang secara lebih komprehensif. Rahayu Utami. F34101027. Dynamic Simulation of Cassavas Supply System (Case Study in Bogor Regency). Under Supervision of Machfud and Agus Supriatna S. 2005.SUMMARY Cassava (Manihot esculenta Crantz), one of agriculture commodities, has a big potential to be developed as industrial raw material. Cassava contributes 9,9% of sub sector food plant which provides 5,68% from total Bogor regency Product Domestic Regional Bruto (PDRB) in 2003 ( BPS of Bogor Regency, 2004). Bogor regency has become one of cassavas production centre in west java. Its productivity during 1995-2003 period is 7-12% of total cassava production in west java or approximately 1% from national production. (BPS, 2004, processed). The development of cassavas production fluctuates every year. This cassavas production dynamics can be caused by natural factor (climate), harvest time, industrial needs, price at farmer level, etc. The objectives of this research are to analyze the cassavas supply as industrial raw material as well as for consumption in the future, to make dynamic simulation model of several cassavas supply planning scenarios, and to give policy alternatives to the decision makers. The method used is modelling with dynamic system approach followed by simulation based on the determined scenario. Dynamic system modelling conducted by using simple causal diagram (loops) that produce structure and behaviour of dynamic system. The supporting software used to built dynamic model is Powersim version 2.5 for Windows. Cassava.Sim model development consists of 3 sub models : supply, consumption needs, and industrial needs sub models. There are input variables (dynamic object) on each sub model, to input data on every scenario made according to the real condition. This system dynamic model consist of five scenarios according to model purposes, which are (1) scenario without policy (preservation effort); (2) scenario with land-resource efficiency policy; (3) scenario with productivity improvement policy; (4) scenario with land-resource efficiency and productivity improvement policy; (5) scenario with consumption and industrial needs improvement impact. Analysis result indicates that if there is a descent of plant area 2% annually, cassavas supply in Bogor regency estimated will be run out in 2008 if there is no preservation effort (scenario 1). Preservation effort by expanding 1% of plant area annually would be able to fulfil cassavas need for the next 10 years (scenario 2). While preservation effort through productivity improvement of 19 ton/ha would only be able to fulfil cassavas need until 2011 (scenario 3). Preservation by plant area expansion of 0,5% annually and productivity improvement of 19 ton/ha (scenario 4) would be able to fulfil cassavas need for the next 10 years. These effort is a better alternative, even create big opportunity for the development of cassava based food and industry diversification. Assumed that the change of consumption level is 0,009 ton/capita/year followed by the change of industrial needs, especially tapioca industry, 2,5 ton/unit/day then cassavas production would not be able to fulfil cassavas need for more than 10 years (scenario 5). To overcome the problem on scenario 5, land expansion of 1% annually and productivity improvement rate of 19 ton/ha should be conducted. This effort would be able to fulfil cassavas need for the next 10 years. As a whole, the dynamic model designed is able to analyze cassavas supply and its implication to the policy alternatives that can be conducted to support cassavas development technology for consumption and industrial needs. The model made can be used as a tool in decision making as well as policy making of cassavas development in the future more comprehensively. SIMULASI DINAMIKA SISTEM KETERSEDIAAN UBI KAYU (Studi Kasus di Kabupaten Bogor) SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh RAHAYU UTAMI F34101027 2006 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR SURAT PERNYATAAN Saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama : Rahayu Utami NRP : F34101027 Judul Skripsi : Simulasi Dinamika Sistem Ketersediaan Ubi Kayu (Studi Kasus di Kabupaten Bogor) menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul di atas adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan dosen pembimbing akademik, kecuali yang dengan jelas ditunjukkan rujukannya. Bogor, Desember 2005 Yang membuat pernyataan RAHAYU UTAMIBIODATA PENULIS Penulis dilahirkan di Sragen, Jawa Tengah pada tanggal 9 Oktober 1983. Penulis merupakan anak keempat dari empat bersaudara dari keluarga Bapak Darsono dan Ibu Mulyarsih. Riwayat pendidikan penulis dimulai dari Taman Kanak-kanak Pertiwi Kebonromo V pada tahun 1988-1989. Penulis menyelesaikan pendidikan dasar di Sekolah Dasar Negeri Kebonromo II pada tahun 1995, Sekolah Menengah Pertama Negeri II Sragen pada tahun 1998, dan Sekolah Menengah Umum Negeri I Sragen pada tahun 2001. Pada tahun terakhir SMU, penulis mendapat kesempatan untuk mengikuti Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan pada tahun 2001 penulis diterima sebagai mahasiswa pada Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Pada bulan Juni-Agustus 2004, penulis melakukan kegiatan Praktek Lapang di PT. Diamond Cold Storage Cimahi, Bandung dengan topik Proses Produksi, Perencanaan Produksi dan Pengendalian Persediaan. KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian yang berjudul Simulasi Dinamika Sistem Ketersediaan Ubi Kayu (Studi Kasus di Kabupaten Bogor). Skripsi ini diajukan sebagai syarat untuk menyelesaikan studi dan meraih gelar Sarjana Teknologi Pertanian di Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada : 1. Dr. Ir. Machfud, MS., selaku pembimbing I yang berkenan memberikan bimbingan, pengarahan, dan nasehat selama penyusunan skripsi. 2. Ir. Agus Supriatna S., selaku pembimbing II yang berkenan memberikan bimbingan, pengarahan, dan nasehat selama penyusunan skripsi. 3. Ir. Sugiarto, selaku penguji yang telah memberikan saran dalam penyelesaian skripsi ini. 4. Ayahanda Darsono, ibunda Mulyarsih, dan kakak-kakakku tercinta atas doa, dukungan moral dan material hingga terselesainya skripsi ini. 5. Ibu Noviana, selaku Kepala Dinas Pertanian Kabupaten Bogor yang telah memberikan izin kepada penulis untuk memperoleh data dan informasi. 6. Ibu Ellyza, selaku Ka.Bid Produksi dan Bapak Dedi Supriadi, selaku Ka.Bid Program dan Pengendalian Dinas Pertanian Kabupaten Bogor atas diskusi dan masukan yang diberikan demi perbaikan model. 7. Bapak Ganda Sudiana, selaku Ka.Si Perlindungan Tanaman dan Bapak Mahmud, selaku staff Bina Usaha Dinas Pertanian Kabupaten Bogor yang telah memberikan informasi lapang dan bantuan dalam survei pendahuluan. 8. Eko Suwarno (KSH 38), Mas Sugeng (MNH 35), dan Sari S. (TIN 38) atas bantuan dalam pengumpulan data primer selama survei lapang. 9. Teman-temanku Dian K, Dinny, Nieken, Yana, Bunga, Freddy, Pipink, Jaki (TEP 38) atas persahabatan, semangat, dan masukan selama penyusunan skripsi. 10. Keluarga besar wisma Zulfa : Anggi, Novi, Mba Weni, Her-Her, Wulan, Ina, Ika, De Anis, De Ela, atas keceriaan dan kekeluargaan yang terjalin selama ini. 11. Rekan-rekan TIN 38 atas dorongan, bantuan, kerjasama, dan persahabatannya. 12. Serta semua pihak yang telah membantu dalam pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi. Kritik dan saran sangat diharapkan guna perbaikan skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkan. Bogor, Desember 2005 Penulis DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR .................................................................................... i DAFTAR ISI ................................................................................................. iii DAFTAR TABEL ......................................................................................... v DAFTAR GAMBAR .................................................................................... viDAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. viii I. PENDAHULUAN .................................................................................. 1 A. LATAR BELAKANG ...................................................................... 1 B. TUJUAN .......................................................................................... 3 C. RUANG LINGKUP .......................................................................... 3 D. MANFAAT ..................................................................................... 4 II. TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................... 5 A. UBI KAYU ...................................................................................... 5 B. SISTEM DINAMIK ......................................................................... 8 1. Definisi ....................................................................................... 8 2. Pemodelan Dinamik .................................................................... 9 3. Pendekatan Sistem Dinamik ....................................................... 10 4. Sistem Umpan Balik ................................................................... 12 5. Komponen Pemodelan Sistem Dinamik ...................................... 14 C. TEKNIK SIMULASI ....................................................................... 24 D. LANDASAN TEORI ....................................................................... 25 1. Demografi .................................................................................. 25 2. Validasi Model ........................................................................... 26 E. PENELITIAN TERDAHULU .......................................................... 27 III. METODOLOGI ..................................................................................... 29 A. KERANGKA PEMIKIRAN ............................................................. 29 B. PENDEKATAN SISTEM ................................................................ 30 1. Analisa Kebutuhan ..................................................................... 32 2. Formulasi Permasalahan ............................................................ 33 3. Identifikasi Sistem ...................................................................... 33 C. PEMODELAN DINAMIKA SISTEM ............................................. 36 1. Konseptualisasi Model ............................................................... 36 2. Spesifikasi Model ...................................................................... 36 3. Evaluasi Model .......................................................................... 36 D. TATA LAKSANA ........................................................................... 37 1. Identifikasi Masalah ................................................................... 37 2. Teknik Pengumpulan Data ......................................................... 37 3. Perancangan Model .................................................................... 38 4. Pembuatan Model dan Simulasi ................................................. 38 5. Verifikasi dan Validasi Model ................................................... 39 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 40 A. KEADAAN UMUM UBI KAYU DI KABUPATEN BOGOR ........ 40 1. Usaha Tani Ubi Kayu ................................................................ 40 2. Agroindustri Ubi Kayu .............................................................. 43 B. RANCANGAN MODEL ................................................................ 47 1. Deskripsi Sistem ........................................................................ 47 2. Konseptualisasi Model ............................................................... 48 3. Formulasi Model ........................................................................ 55 C. SKENARIO DAN HASIL SIMULASI ............................................ 66 D. VALIDASI MODEL ....................................................................... 81 E. SARAN KEBIJAKAN ..................................................................... 82 V. KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................. 89 A. KESIMPULAN ............................................................................... 89 B. SARAN ........................................................................................... 90 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 91LAMPIRAN .................................................................................................. 95 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. PDRB sektor pertanian Kabupaten Bogor atas dasar harga berlaku (milyar rupiah) ..................................................................... 1 Tabel 2. Kandungan gizi dalam tiap 100 gram ubi kayu dan berbagai produk olahannya ............................................................................. 5 Tabel 3. Perbedaan sifat-sifat umbi yang dikehendaki untuk kebutuhan makanan dan pembuatan tepung tapioka ........................................... 7 Tabel 4. Luas panen dan produksi komoditas tanaman pangan Kabupaten Bogor .............................................................................. 40 Tabel 5. Rincian luas areal tanam ubi kayu di Kabupaten Bogor ..................... 41 Tabel 6. Hasil simulasi skenario tanpa perubahan kebijakan ........................... 72 Tabel 7. Hasil simulasi skenario dengan perluasan areal tanam 1% per tahun .. 73 Tabel 8. Hasil simulasi skenario dengan perluasan areal tanam 1% per dua tahun ................................................................................................. 75 Tabel 9. Hasil simulasi dengan skenario upaya peningkatan produktivitas (intensifikasi) .................................................................................... 77 Tabel 10. Hasil simulasi dengan skenario kebijakan pendayagunaan lahan dan peningkatan produktivitas ......................................................... 79 Tabel 11. Hasil simulasi dengan skenario pengaruh perubahan tingkat kebutuhan ubi kayu ......................................................................... 81 Tabel 12. Varietas ubi kayu yang telah dilepas ............................................... 83 Tabel 13. Jenis dan dosis pemupukan pada tanaman ubi kayu ......................... 85 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Produksi ubi kayu Kabupaten Bogor tahun 1995-2004 .................. 2 Gambar 2. Pohon industri ubi kayu ................................................................ 6 Gambar 3. Tahapan pendekatan sistem dinamik ............................................. 11 Gambar 4. Diagram lingkar umpan balik ........................................................ 13 Gambar 5. Lingkar umpan balik positif dan negatif ........................................ 14 Gambar 6. Simbol variabel level ................................................................. 15Gambar 7. Simbol variabel rate ................................................................... 15 Gambar 8. Simbol variabel auxiliary ........................................................... 16 Gambar 9. Simbol konstanta ....................................................................... 16 Gambar 10. Simbol fungsi tabel .................................................................. 16Gambar 11. Simbol delay ............................................................................ 17 Gambar 12. Simbol sumber dan penampung ............................................... 17 Gambar 13. Simbol garis penghubung ........................................................ 18 Gambar 14. Simbol urutan komputasi simulasi sistem dinamik ...................... 19 Gambar 15. Diagram alir kerangka penelitian ................................................. 30 Gambar 16. Tahapan pendekatan sistem ......................................................... 31 Gambar 17. Diagram sebab akibat dinamika sistem ketersediaan ubi kayu ..... 34 Gambar 18. Diagram input-output dinamika sistem ketersediaan ubi kayu ..... 35 Gambar 19. Sketsa tata niaga ubi kayu di Kabupaten Bogor ........................... 42 Gambar 20. Skema proses produksi usaha kecil tapioka ................................. 44 Gambar 21. Skema proses produksi keripik singkong ..................................... 45 Gambar 22. Skema proses produksi tape peuyeum ......................................... 47 Gambar 23. Diagram sebab akibat sub model penyediaan ubi kayu ................ 50 Gambar 24. Diagram alir sub model penyediaan ubi kayu .............................. 51 Gambar 25. Diagram sebab akibat sub model kebutuhan konsumsi ................ 52 Gambar 26. Diagram alir sub model kebutuhan konsumsi ............................. 53 Gambar 27. Diagram sebab akibat sub model kebutuhan industri ................... 54 Gambar 28. Diagram alir sub model kebutuhan industri ................................. 55 Gambar 29. Diagram Simulasi Monte Carlo ................................................... 58 Gambar 30. Luas areal tanam ubi kayu dan kecenderungannya ....................... 67 Gambar 31. Perilaku model dasar sistem dinamis ........................................... 69 Gambar 32. Hasil simulasi pada skenario tanpa perubahan kebijakan ............. 70 Gambar 33. Hasil simulasi dengan upaya perluasan areal tanam 1% per tahun 73 Gambar 34. Hasil simulasi dengan upaya perluasan areal tanam 1% per dua tahun............................................................................................ 74 Gambar 35. Hasil simulasi dengan skenario upaya peningkatan produktivitas (intensifikasi) ............................................................................... 77 Gambar 36. Hasil Simulasi dengan skenario kebijakan pendayagunaan lahan dan peningkatan produktivitas ..................................................... 78 Gambar 37. Hasil simulasi dengan skenario pengaruh perubahan tingkat kebutuhan ubi kayu ..................................................................... 80 Gambar 38. Model kemitraan ubi kayu ........................................................... 88 DAFTAR LAMPIRANHalaman Lampiran 1. Sketsa wilayah Kabupaten Bogor ............................................... 96 Lampiran 2. Luas panen, produktivitas, produksi ubi kayu Kabupaten Bogor tahun 1999-2004 ............................................. 97 Lampiran 3. Tingkat konsumsi ubi kayu (kg setara ubi segar/kapita/minggu) menurut kelas pengeluaran ......................................................... 99 Lampiran 4. Keadaan umum usaha kecil (pengrajin) tapioka yang disurvei di Kabupaten Bogor .................................................................... 100 Lampiran 5. Daftar industri kecil/home industry pangan berbasis ubi kayu di Kabupaten Bogor ................................................................... 104 Lampiran 6. Formulasi model Cassava.Sim pada perangkat lunak Powersim .. 108 Lampiran 7. Uji distribusi data produktivitas ubi kayu Kabupaten Bogor tahun 1999-2004 ........................................................................ 112 Lampiran 8. Kesesuaian lahan bagi tanaman ubi kayu di Kabupaten Bogor .... 113 Lampiran 9. Hasil perhitungan rate pertumbuhan penduduk Kabupaten Bogor tahun 1999-2004 ....................................................................... 114 Lampiran 10. Tampilan model Cassava1.Sim ................................................ 115 Lampiran 11. Tampilan model Cassava2.Sim ................................................ 116 Lampiran 12a. Validasi model penduduk dengan uji MAPE .......................... 117 Lampiran 12b. Validasi model produktivitas ubi kayu dengan uji MAPE ...... 117 Lampiran 12c. Validasi model produksi ubi kayu dengan uji MAPE ............. 117 I. PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG Ubi kayu (Manihot esculenta Crantz) merupakan salah satu komoditas tanaman pangan yang memiliki potensi cukup besar untuk dikembangkan sebagai bahan baku agroindustri. Selain dapat dikonsumsi secara langsung sebagai makanan, ubi kayu dapat menjadi bahan baku bagi industri tepung tapioka dan tepung ubi kayu (gaplek) yang selanjutnya dipergunakan untuk berbagai macam industri seperti makanan, pakan ternak, kertas, kayu lapis dan sebagainya. Komoditas ubi kayu memiliki kontribusi dalam pembentukan PDRB (Product Domestic Regional Bruto) Kabupaten Bogor pada tahun 2003 yaitu sebesar 9,9% dari sub sektor tanaman bahan makanan yang memberikan kontribusi sebesar 840,15 milyar rupiah atau 5,68% terhadap total PDRB (BPS Kabupaten Bogor, 2004). Nilai tersebut berdasarkan PDRB sektor pertanian atas dasar harga berlaku yang dapat disimak pada Tabel 1. Tabel 1. PDRB sektor pertanian Kabupaten Bogor atas dasar harga berlaku (milyar rupiah) 2003 2004 **)Lapangan Usaha Semester I Semester II 2003 *)Semester I1. Pertanian a. Tanaman bahan makanan b. Tanaman perkebunan c. Peternakan d. Kehutanan e. Perikanan 781,51417,54 26,89324,99 2,19 9,90817,95422,61 27,68355,04 2,28 10,341.599,46 840,15 54,57 680,03 4,47 20,24842,05429,63 26,80370,39 2,35 10,86Total PDRB 7.152,43 7.632,10 14.784,53 7.990,45Sumber : BPS, Kabupaten Bogor bekerja sama dengan BAPEDA, Kabupaten Bogor (2004) Keterangan : *) Angka Perbaikan **) Angka Sementara Kabupaten Bogor dengan luas wilayah 2.388,93 km2 merupakan salah satu kabupaten sentra produksi ubi kayu di Provinsi Jawa Barat. Kriteria suatu daerah sebagai kabupaten sentra produksi ubi kayu menurut Hafsah (2003) antara lain memiliki areal tanam yang cukup luas, produksi yang relatif tinggi, memiliki akses terhadap pasar, terdapat industri yang memanfaatkan bahan baku ubi kayu seperti pabrik tapioka dan chips/pellet, home industry pembuatan keripik/ceriping singkong dan lain-lain, jaringan kemitraan usaha, serta memiliki sarana dan prasarana penunjang. Total produksi ubi kayu Kabupaten Bogor periode 1995-2003 adalah sekitar 7-12% dari total produksi ubi kayu Jawa Barat atau sekitar 1% dari total produksi ubi kayu nasional (BPS, 2004, diolah). Jumlah produksi ubi kayu Kabupaten Bogor sebagian besar digunakan untuk memenuhi kebutuhan industri pengolahan ubi kayu seperti industri tepung tapioka (aci), keripik, tape, dan lain-lain. Perkembangan produksi ubi kayu Kabupaten Bogor tahun 19952004 dapat dilihat pada Gambar 1. Gambar 1. Produksi ubi kayu Kabupaten Bogor tahun 1995-2004 (Sumber : Dinas Pertanian Kabupaten Bogor, 2004) Dinamika tingkat persediaan (produksi) ubi kayu di atas selain dapat dipengaruhi oleh faktor alam (iklim), waktu panen (delay), harga di tingkat petani, juga dipengaruhi oleh kebijakan-kebijakan yang diterapkan oleh Pemerintah Kabupaten Bogor. Pada dasarnya kebijakan-kebijakan yang diterapkan bersifat operasional dan bertujuan untuk meningkatkan kesejahteraan masyarakat. Untuk itu diperlukan suatu model ketersediaan 050,000100,000150,000200,000250,0001995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004TahunJumlah (Ton)dinamik yang diharapkan dapat membantu Pemerintah dalam menentukan kebijakan penyediaan ubi kayu bagi kepentingan konsumsi maupun kepentingan agroindustri. Salah satu pendekatan yang dapat digunakan untuk memahami perilaku dinamis tingkat persediaan ubi kayu di Kabupaten Bogor adalah dengan pendekatan simulasi model System Dynamics. B. TUJUAN Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Menganalisis ketersediaan ubi kayu sebagai bahan baku industri maupun konsumsi di Kabupaten Bogor pada masa mendatang dengan menggunakan pendekatan model dinamik. 2. Membuat simulasi model dinamik terhadap kemungkinan beberapa skenario perencanaan penyediaan ubi kayu. 3. Memberikan alternatif kebijakan dalam rangka perencanaan agrobisnis dan pengembangan agroindustri ubi kayu khususnya di Kabupaten Bogor. C. RUANG LINGKUP Penelitian ini dilaksanakan dengan mengambil studi kasus wilayah Kabupaten Bogor, sebagai salah satu kabupaten sentra produksi ubi kayu di Jawa Barat. Pemilihan komoditas ubi kayu tersebut mengingat peranannya sebagai bahan pangan berkarbohidrat tinggi serta sebagai bahan baku industri. Aspek yang dikaji dalam dinamika sistem ketersediaan ubi kayu meliputi sub sistem penyediaan dan sub sistem kebutuhan. Sub sistem penyediaan ubi kayu dianalisis berdasarkan pada jumlah produksi komoditas ubi kayu di wilayah Kabupaten Bogor. Dalam hal ini komoditas ubi kayu yang masuk ke wilayah Kabupaten Bogor dan keluar dari wilayah Kabupaten Bogor tidak dimasukkan dalam pemodelan sistem. Sub sistem kebutuhan terdiri atas sub sistem kebutuhan konsumsi dan industri. Sub sistem kebutuhan konsumsi dianalisis berdasarkan dinamika populasi penduduk dan tingkat konsumsi ubi kayu per kapita penduduk. Sedangkan sub sistem kebutuhan industri dianalisis berdasarkan dinamika jumlah industri dan kebutuhan ubi kayu bagi bahan baku industri yang meliputi industri kecil/home industry berbasis ubi kayu. D. MANFAAT Manfaat dari penelitian ini adalah dapat memberikan arah perencanaan sebagai alternatif kebijakan bagi para pengambil keputusan dalam upaya pendayagunaan ubi kayu secara maksimal bagi masyarakat Bogor, baik dalam penyediaan ubi kayu sebagai bahan baku industri maupun kebutuhan konsumsi. II. TINJAUAN PUSTAKA A. UBI KAYU Ubi kayu dalam taksonomi tumbuhan termasuk ke dalam kingdom Plantae, divisi Spermatophyta, subdivisi Angiospermae, famili Euphorbiaceae, genus Manihot dengan spesies esculenta Crantz dengan berbagai varietas. Umbi yang terbentuk merupakan akar yang berubah bentuk dan fungsinya sebagai tempat penyimpanan cadangan makanan. Umbi ubi kayu memiliki bentuk bulat memanjang dan daging umbi mengandung zat pati. Setiap tanaman ubi kayu dapat menghasilkan 5-10 umbi (Rukmana, 1997). Awalnya, ubi kayu ditanam untuk diambil umbinya dan dimanfaatkan sebagai bahan pangan. Selanjutnya ubi kayu dimanfaatkan sebagai bahan pakan dan industri. Selain dapat dikonsumsi langsung dalam berbagai jenis makanan, yakni ubi kayu rebus, ubi kayu kukus, ubi kayu bakar, ubi kayu goreng, kolak, keripik, opak, tape, dan enyek-enyek, umbi ubi kayu dapat diolah menjadi produk antara (intermediate product), seperti gaplek dan tepung tapioka (Rukmana, 1997). Ubi kayu dan produk olahannya memiliki kandungan gizi yang masing-masing dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Kandungan gizi dalam tiap 100 gram ubi kayu dan berbagai produk olahannya Banyaknya dalam No Kandungan Gizi Ubi Kayu Biasa Ubi Kayu Kuning Gaplek Tapioka Tepung Gaplek 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112 Kalori (kal) Protein (g) Lemak (g) Karbohidrat (g) Kalsium (mg) Fosfor (mg) Zat Besi (mg) Vitamin A (SI) Vitamin B1(mg) Vitamin C (mg) Air (g) Bagian yang dapat dimakan (%) 146,00 1,20 0,30 34,70 33,00 40,00 0,70 0 0,06 30,00 62,50 75,00 157,00 0,80 0,30 37,90 33,00 40,00 0,70 385,00 0,06 30,00 60,00 75,00 338,00 1,50 0,70 81,30 80,00 60,00 1,90 0 0,04 0 14,50 100,00 362,00 0,50 0,30 86,90 0 0 0 0 0 0 12,00 100,00 363,00 1,10 0,50 88,20 84,00 125,00 1,00 0 0,04 0 9,10 100,00 Sumber : Direktorat Gizi, Departemen Kesehatan RI (1981) di dalam Rukmana (1997) Ubi kayu sebagai bahan baku industri dapat diolah menjadi berbagai produk antara lain tapioka, glukosa kristal, fruktosa, sorbitol, high fructose syrup (HFS), dekstrin, alkohol, etanol, asam sitrat (citric acid), dan monosodium glutamate. Dekstrin digunakan antara lain pada industri tekstil, kertas perekat plywood dan farmasi/kimia. Asam sitrat digunakan sebagai pemberi rasa asam dalam pembuatan makanan kaleng, minuman, jams, jelly, obat-obatan dan dapat pula digunakan sebagai pemberi rasa asam pada sirup, kembang gula dan saus tembakau. Monosodium glutamate digunakan sebagai penyedap makanan. Sorbitol (produk akhir ubi kayu) dibuat dari tapioka cair berwarna putih bening seperti gel/putih mengkilat digunakan antara lain pada industri kembang gula/permen dan minuman instan yang produknya mempunyai nilai jual yang tinggi, serta dapat dimanfaatkan sebagai bahan pemanis untuk pasta gigi, kosmetik, dan cat minyak (Hafsah, 2003). Pohon industri ubi kayu dapat dilihat pada Gambar 2. Gambar 2. Pohon industri ubi kayu (Bank Indonesia, 2004) Ubi Kayu(Cassava)Gaplek(Manioc)Tapioka(Tapioc)Onggok(Residues)Dikeringkan (Dried)Pelet (Pellets)Tepung Gaplek(Manioc Flour)Lain-Lain(Other Product ofManioc)Tapioka BerbentukMutiara (PearlTapioca)Serpihan (Flakes)Asam Sitrat(Citric Acid)Etanol (Etanol)Fruktosa (Fructose)Sorbitol (Sorbitol)Glukosa (Glucose)Dekstrin (Dextrin)Makanan Ringan(Snack)Asam Asetat(Acetic Acid) Ubi kayu merupakan bahan campuran pakan ternak yang cukup baik. Namun demikian, penggunaannya di Indonesia masih sangat terbatas. Hal ini antara lain disebabkan industri pakan ternak di Indonesia masih banyak menggunakan jagung dan kedelai sebagai bahan baku utamanya. Negara pemakai hasil ubi kayu untuk pakan ternak yang cukup besar adalah Jerman dan Belanda, dimana > 50% menggunakan campuran ubi kayu sebagai pakan ternak. Bahan ubi kayu yang digunakan pada industri pakan ternak antara lain gaplek, chips, gaplek pellet, tepung gaplek, ampas, dan tepung ampas tapioka (Hafsah, 2003). Menurut Darjanto dan Murjati (1980), umbi ubi kayu yang digunakan sebagai bahan pangan dan pakan adalah umbi yang manis, memiliki kandungan HCN dalam umbi kurang dari 50 miligram HCN per kilogram umbi. Sedangkan umbi pahit dengan kandungan HCN lebih banyak, digunakan sebagai bahan baku pembuatan tepung tapioka. Tapioka banyak dimanfaatkan dalam industri tekstil, kertas, bahan perekat kardus, industri pengolahan pangan, dan sebagainya. Selanjutnya sifat-sifat umbi yang dikehendaki untuk makanan dan pembuatan tepung tapioka dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3. Perbedaan sifat-sifat umbi yang dikehendaki untuk kebutuhan makanan dan pembuatan tepung tapioka No Sifat-sifat Umbi Untuk Makanan Untuk Tepung Tapioka 1. Racun HCN dalam umbi < 50 mg/kg umbi > 100 mg/kg umbi 2. Rasa umbi Enak manis Boleh pahit 3. Umur panen 5 8 bulan 1 2 tahun 4. Kadar protein Dikehendaki tinggi Rendah ( 10% : tidak tepat E. PENELITIAN TERDAHULUWaskito (2005) membuat pemodelan ekonometrik dan dinamik sistem terhadap daya saing ekspor komoditas agroindustri karet alam Indonesia. Daya saing ekspor melalui pemodelan dinamik terbagi menjadi tiga subsistem (submodel) yaitu submodel agroindustri, submodel perdagangan, dan submodel makroekonomi. Pada setiap subsistem terdapat faktor-faktor yang saling mempengaruhi dalam hubungan sebab akibat. Nuroniah (2003) melakukan penjadwalan produksi dengan menggunakan pendekatan model dinamik. Model dinamik yang dikembangkan mendeskripsikan dinamika jumlah produksi pada setiap tahapan produksi berdasar data historis permintaan produksi. Sistem yang dibuat bertujuan menentukan alternatif terbaik dari penjadwalan produksi dengan meminimumkan inventori, waktu proses, dan kekurangan produk yang berlebihan. Shintasari (1988) melakukan penelitian terhadap dinamika persediaan daging sapi dengan pendekatan model dinamik untuk wilayah DKI Jakarta. Simulasi model dibuat berdasarkan fluktuasi tingkat persediaan daging sapi dengan software Dynamo untuk menghasilkan kebijaksanaan-kebijaksanaan yang mampu mengatasi ketidakstabilan dalam produksi dan persediaan sehingga dapat menghemat sejumlah besar biaya. III. METODOLOGI A. KERANGKA PEMIKIRAN Ubi kayu merupakan tanaman pangan yang digunakan tidak hanya sebagai bahan makanan, tetapi juga untuk keperluan industri dan pakan. Pengembangan pengolahan pangan dari ubi kayu dilakukan dengan mengolah umbi segar atau dengan pengeringan, yaitu pembuatan gaplek dan tepung tapioka. Pengolahan ini dapat dilakukan dalam skala kecil sebagai industri kecil, industri rumah tangga dan dalam skala besar oleh pabrik sebagai industri pengolahan. Untuk memenuhi kebutuhan bahan baku industri tersebut diperlukan upaya-upaya peningkatan produksi dan mutu ubi kayu di tingkat usaha tani, menciptakan keterpaduan/kemitraan antar petani dan pihak agroindustri (pengrajin, pabrik) yang melakukan pengolahan, pemasaran, dan ekspor. Permasalahan ketersediaan ubi kayu secara regional merupakan suatu permasalahan sistem yang cukup kompleks dengan melibatkan berbagai komponen, variabel di dalamnya yang saling berinteraksi dan terintegrasi. Secara disengaja atau tidak, sistem pengembangan ubi kayu tersebut akan berusaha mencapai tujuan tertentu, seperti pemenuhan bahan baku bagi industri, pemenuhan kebutuhan/penyediaan pangan, keperluan ekspor, dan lain-lain. Penelitian ini bertujuan untuk mencoba mengembangkan suatu model dinamik yang dapat menerangkan mekanisme penyediaan ubi kayu di masa mendatang. Struktur model dinamik yang akan dikembangkan merupakan gambaran dari interaksi antara elemen-elemen sebuah sistem. Untuk memudahkan proses perancangan model, maka perlu dilakukan pembagian sistem secara keseluruhan menjadi beberapa sub sistem yaitu sub sistem penyediaan dan sub sistem kebutuhan untuk keperluan konsumsi dan industri. Setiap struktur dari masing-masing sub sistem menunjukkan kebergantungan sebab akibat dari perilaku masing-masing sub sistem penyediaan dan permintaan. Sub sistem penyediaan antara lain meliputi luas areal tanam, luas panen, produktivitas, produksi, dan siklus pertanaman ubi kayu. Sedangkan sub sistem permintaan dipengaruhi oleh perilaku konsumen (masyarakat dan pihak industri) dalam upaya memenuhi kebutuhan pangan dan bahan baku bagi industrinya. Tujuan PenelitianPerancangan DiagramSebab AkibatPerancangan ModelSimulasi Simulasi ModelValidasiModelPemilihan AlternatifTijauan PustakaPemilihan MetodePengumpulan DataTidakYaIdentifikasiMasalahImplementasiGambar 15. Diagram alir kerangka penelitian B. PENDEKATAN SISTEM Sistem adalah sekumpulan entitas yang bertindak dan berinteraksi bersama-sama untuk memenuhi tujuan akhir yang logis (Law et al., 1982). Pendekatan sistem merupakan metode pemecahan masalah yang dimulai dengan dilakukannya identifikasi dan analisa kebutuhan serta diakhiri dengan sistem operasi yang efektif. Pendekatan sistem ini memiliki beberapa unsur antara lain adanya metodologi untuk perencanaan dan pengelolaan, bersifat multidisiplin dan terorganisir, mampu berfikir secara non-kuantitatif, menggunakan model matematika, teknik simulasi dan optimasi, serta dapat diaplikasikan dengan komputer (Eriyatno, 1998). Tahapan pendekatan sistem dapat dilihat pada Gambar 16. Gambar 16. Tahapan pendekatan sistem (Manetsch dan Park, 1976 di dalam Shintasari, 1988) 1. Analisa Kebutuhan Tahap analisa kebutuhan merupakan tahap awal dari pengembangan suatu sistem. Pada tahap ini dicari secara selektif apa saja yang dibutuhkan dalam analisa sistem. Komponen-komponen yang terlibat secara langsung maupun tidak langsung dalam pemodelan dinamik ketersediaan ubi kayu adalah sebagai berikut a. Dinas Pertanian Membina kemitraan antara petani dengan pihak industri Mengontrol produktivitas ubi kayu di tingkat petani Menekan fluktuasi harga di tingkat petani b. Petani Harga jual ubi kayu tinggi, sehingga merangsang minat untuk meningkatkan produksi Jalur pemasaran mudah c. Pihak Agroindustri Kebutuhan bahan baku terpenuhi dalam kuantitas, kualitas, dan waktu yang tepat Kontinuitas produksi dan suplai ke pasar Keuntungan usaha yang optimal Kemudahan memperoleh modal Jalur pemasaran mudah d. Koperasi Kemudahan pengumpulan produk Kepercayaan dalam pengorganisasian petani dalam produksi dan penjualan produk Jalur pemasaran mudah e. Konsumen Kemudahan memperoleh produk Harga produk stabil Jaminan kualitas produk tinggi dan stabil 2. Formulasi Permasalahan Formulasi permasalahan dilakukannya setelah analisa kebutuhan. Pada tahapan ini dilakukan formulasi permasalahan untuk pengembangan sistem ketersediaan ubi kayu. Masalah utama yang timbul dalam sistem ketersediaan ubi kayu adalah tidak tersedianya kuantitas bahan baku secara kontinyu dan terjadinya fluktuasi harga ubi kayu pada tingkat petani sehingga mempengaruhi minat petani untuk menanam ubi kayu. Kedua hal tersebut akhirnya dapat menimbulkan ketidakstabilan dalam persediaan ubi kayu. Faktor penting yang berpengaruh dalam pemodelan sistem dinamik ketersediaan ubi kayu adalah delay (waktu tunda). Ini terjadi karena ubi kayu merupakan salah satu komoditas tanaman pangan yang memiliki umur panen cukup lama rata-rata 9-12 bulan dan memiliki sifat barang mudah rusak tanpa adanya penanganan khusus (penyimpanan dalam tanah dan dalam sekam lembap). Faktor penyebab lainnya adalah adanya kelancaran informasi, terutama dalam hal ini informasi pasar yang dapat mempengaruhi sistem. Semua faktor tersebut perlu dimasukkan dalam model dinamik sistem yang dibuat agar model dapat mewakili keadaan yang sebenarnya. 3. Identifikasi Sistem Identifikasi sistem merupakan suatu rantai hubungan antara pernyataan dari kebutuhan-kebutuhan dengan pernyataan khusus dari masalah yang harus dipecahkan untuk mencukupi kebutuhan tersebut. Berdasarkan kepentingan komponen-komponen yang terlibat, keterkaitan komponen dalam sistem dapat dilihat pada Gambar 17. Diagram input output dari sistem ini dapat dilihat pada Gambar 18. Gambar 17. Diagram sebab akibat dinamika sistem ketersediaan ubi kayu Laju kelahiranPendudukKab. Bogor++(+)+Jumlahubi kayu_konsumsiTingkat konsumsiubi kayu+Kebutuhanubi kayu+-Neraca ketersediaanubi kayu Penyediaanubi kayu+Delay+Luas arealtanamLajuekstensifikasiLajukonversiGapPotensilahan++(+)-+(-)-+Jumlah ubi kayu_industri+Kebutuhan ubikayu_tapioka+Kebutuhan ubi kayu_produkmakanan++Luas panenProduksi+Produktivitas +-Penyusutanluas panen++(-)Laju kematian+-(-)Gambar 18. Diagram input-output dinamika sistem ketersediaan ubi kayu SIMULASI MODEL DINAMIKKETERSEDIAAN UBI KAYU Input Tak Terkendali - Serangan hama penyakit - Iklim - Tingkat konversi lahan - Laju pertumbuhan penduduk Input Terkendali - Produktivitas tanaman - Luas lahan Output Dikehendaki - Persediaan ubi kayu sesuai dengan permintaan konsumen - Stabilitas harga ubi kayu Output Tak Dikehendaki - Mutu produk rendah - Persediaan ubi kayu tidak kontinyuManajemen Pengendalian Input Lingkungan - Kebijaksanaan pemerintah - Kondisi sosial budayaC. PEMODELAN DINAMIKA SISTEM 1. Konseptualisasi Model Pada tahap ini pemahaman tentang sistem yang akan dimodelkan dituangkan dalam sebuah konsep. Hal ini bertujuan untuk mendapatkan gambaran secara menyeluruh tentang model yang akan kita buat. Tahap ini dimulai dengan mengidentifikasi semua komponen penting yang terlibat atau yang akan dimasukkan ke dalam pemodelan dan menetapkan batas model (model boundaries). Komponen-komponen tersebut kemudian dicari interrelasinya satu sama lain dengan menggunakan metode diagram sebab akibat. Tanda panah pada diagram diberi tanda (+) atau (-) tergantung pada hubungan yang terjadi apakah positif atau negatif. Tanda (+) digunakan untuk menyatakan hubungan yang terjadi antara dua faktor yang berubah dalam arah yang sama. Sedangkan tanda (-) digunakan jika hubungan yang terjadi antara dua faktor tersebut berubah dalam arah yang berlawanan. 2. Formulasi Model Pada tahap ini dilakukan perumusan makna sebenarnya dari setiap relasi yang ada dalam model konseptual. Sistem dinamik menggunakan persamaan matematika (differential equations) untuk menggambarkan sebuah sistem ke dalam model. Pada tahap ini dilakukan kuantifikasi model dengan memasukkan data kuantitatif ke dalam diagram sistem dinamik sehingga diperoleh hubungan yang sesuai antara variabel-variabel dalam diagram. Identifikasi parameter dan pengembangan model juga dilakukan untuk mendapatkan model yang konsisten. 3 Evaluasi Model Evaluasi model meliputi verifikasi dan validasi model. Verifikasi dilakukan untuk mengetahui konsistensi model yang dibuat, dengan mengecek dimensi variabel yang digunakan dalam model dan mengetahui ketepatan penggunaan metode integrasi (time step) yang dipilih. Sedang validasi dilakukan dengan cara membandingkan model simulasi dengan keadaan yang sebenarnya. Validasi meliputi uji struktur secara langsung (direct structure tests) tanpa merunning model, uji struktur tingkah laku model (structure-oriented behaviour test) dengan merunning model, dan pembandingan tingkah laku model dengan sistem nyata (quantitative behaviour pattern comparison). D. TATA LAKSANA 1. Identifikasi Masalah Masalah yang mungkin timbul dalam suatu sistem dinamik adalah adanya permasalahan yang cukup kompleks, banyaknya variabel yang terkait, dan banyaknya pengaruh waktu yang sangat signifikan. Untuk memperjelas lingkup permasalahan diperlukan pembatasan masalah dan asumsi yang relevan dalam membangun model. Beberapa variabel yang diperlukan nilai awalnya antara lain populasi penduduk, luas areal tanam ubi kayu, luas panen, produktivitas rata-rata ubi kayu, banyaknya industri berbasis ubi kayu, dan rata-rata kebutuhan ubi kayu untuk pangan dan industri. 2. Teknik Pengumpulan Data Pengambilan data dilakukan melalui data primer dan data sekunder. Metode yang digunakan dalam pengumpulan data primer adalah dengan cara survei melalui wawancara secara langsung dan menggunakan kuesioner terhadap stakeholder. Dalam hal ini, stakeholder adalah praktisi yang terlibat dalam bidang produksi, perlindungan tanaman, dan bina usaha di Dinas Pertanian, dan pengrajin tapioka (aci). Wawancara ini bertujuan untuk memperoleh informasi dan mengetahui kondisi lapang. Wawancara dengan kuesioner dilakukan terhadap responden yaitu pengrajin tapioka. Kuesioner ini bertujuan untuk mengetahui kebutuhan bahan baku ubi kayu dan kondisi usaha kecil (pengrajin) tapioka. Pemilihan responden dilakukan dengan teknik sampling yaitu Judgement Sampling. Sampel diambil berdasarkan kriteria-kriteria yang telah ditentukan sebelumnya sesuai dengan tujuan penelitian yaitu sebagai berikut : 1. Merupakan daerah yang memiliki karakteristik wilayah yang relatif sama 2. Memiliki karakteristik usaha pengolahan ubi kayu yang relatif sama 3. Merupakan daerah pusat budidaya tanaman ubi kayu4. Memiliki jarak yang relatif dekat dengan industri pengolahan tepung tapioka Berdasar kriteria tersebut, daerah yang terpilih sebagai sampel penelitian adalah Kecamatan Sukaraja, Babakan Madang, dan Citeureup. Ukuran sampel ditetapkan sebanyak 30 pengrajin aci yang dianggap telah dapat mewakili populasi dan memenuhi syarat untuk dilakukan uji statistik. Data sekunder diperoleh dari studi pustaka dan data dari instansiinstansi terkait. Data sekunder yang digunakan meliputi data kependudukan, data luas areal tanam, luas panen, produksi, produktivitas, data kapasitas produksi industri pengolahan ubi kayu dan data pendukung lainnya. Sumber data sekunder adalah Badan Pusat Statistik Pusat (Jakarta) dan Daerah (Kabupaten Bogor), Dinas Pertanian Kabupaten Bogor, Dinas Perindustrian dan Perdagangan Kabupaten Bogor, Dinas Kependudukan Kabupaten Bogor, BAPEDA Kabupaten Bogor, Balai Besar Industri Agro, dan lain-lain. 3. Perancangan Model Model yang digunakan untuk analisis ketersediaan ubi kayu mengacu pada pendekatan sistem dinamik berdasarkan diagram lingkar sebab akibat. Penyusunan model ketersediaan ubi kayu menggunakan software powersim 2.5, berbentuk simbol-simbol dan simulasinya mengikuti suatu metode yang dinamakan dinamika sistem (system dynamic). 4. Pembuatan Model dan Simulasi Pembuatan model, simulasi dan analisis dilakukan dengan mengacu pada tujuan, sasaran, dan skenario yang dibuat. Sebelum menjalankan simulasi, maka perlu dimasukkan nilai-nilai parameter yang diperlukan. Nilai awal variabel yang dikaji, fraksi atau parameter dan pengaruh keterkaitan antara suatu variabel dengan variabel lain yang signifikan ditentukan berdasarkan data empirik maupun informasi yang dapat dikumpulkan dari narasumber dan pustaka relavan. 5. Verifikasi dan Validasi Model Verifikasi model dilakukan dengan pengecekan secara dimensional (satuan ukuran) terhadap variabel-variabel model meliputi level, rate, dan konstanta terhadap data sekunder, mengetahui ketepatan penggunaan metode integrasi dan time step yang dipilih, serta meminta stakeholderuntuk mengevaluasi model yang dibuat. Sedangkan validasi model dilakukan sesuai dengan tujuan pemodelan yaitu dengan membandingkan perilaku dinamis model dengan kondisi sistem nyata. Apabila model telah dianggap valid, selanjutnya model ini dapat dipergunakan sebagai wakil sistem nyata. IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. KEADAAN UMUM UBI KAYU DI KABUPATEN BOGOR 1. Usaha Tani Ubi Kayu Ubi kayu merupakan salah satu komoditas unggulan Kabupaten Bogor. Luas panen ubi kayu pada tahun 2004 mencapai 11.550 ha dengan produksi sebesar 192.357 ton atau 26,69% dari seluruh produksi sub sektor tanaman pangan. Luas panen dan produksi komoditas tanaman pangan di Kabupaten Bogor disajikan pada Tabel 4. Tabel 4. Luas panen dan produksi komoditas tanaman pangan Kabupaten Bogor 2002 2003 2004 Komoditi Luas (ha) Produksi (ton) Luas (ha) Produksi (ton) Luas (ha) Produksi (ton) Padi - Padi sawah - Padi gogo 87.702 5.209462.538 13.64772.075 3.544373.421 9.74684.975 2.809445.958 7.656Ubi kayu 10.117 177.630 10.047 189.888 11.550 192.357Ubi jalar 4.144 67.515 3.882 67.519 3.656 56.213Jagung 2.795 8.562 2.707 8.378 2.626 8.374Padi ladang 5.209 13.633 3.544 9.757 2.809 7.656Kacang tanah 2.374 2.808 2.042 2.436 1.757 2.236Kedelai 246 289 146 184 153 176 Sumber : BPS Kabupaten Bogor dalam Angka (2003) dan Dinas Pertanian Kabupaten Bogor (2004) Tanaman ubi kayu di Kabupaten Bogor sebagian besar ditanam di lahan kering yaitu sekitar 50-70% dan sisanya ditanam di lahan sawah. Rincian luas areal tanam ubi kayu pada lahan sawah dan lahan kering selama tahun 1998-2004 dapat disimak pada Tabel 5. Ubi kayu dihasilkan di hampir semua kecamatan di Kabupaten Bogor. Daerah yang memiliki rata-rata luas panen terbesar selama tahun 1999-2004 adalah Kecamatan Sukaraja yaitu seluas 1.970 ha dengan ratarata produksi sebesar 36.018 ton/tahun. Luas panen dan produksi ubi kayu setiap kecamatan di Kabupaten Bogor selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 2. Tabel 5. Rincian luas areal tanam ubi kayu di Kabupaten Bogor Luas pemanfaatan (ha) pada Tahun Lahan sawah Lahan kering Luas areal tanam (ha) 1998 4.955 9.841 14.796 1999 - - 10.032 2000 3.641 7.878 11.519 2001 3.542 8.323 11.865 2002 3.189 6.528 9.717 2003 3.746 7.610 11.356 2004 3.245 7.207 10.452 Sumber : Dinas Pertanian Kabupaten Bogor (2004) Keterangan : (-) Data tidak tersedia Ubi kayu cukup diminati oleh petani di Kabupaten Bogor. Para petani mengusahakan ubi kayu baik sebagai komoditas pokok maupun komoditas sampingan pada lahan pertaniannya. Keputusan petani untuk menanam tanaman ubi kayu antara lain didasarkan kondisi iklim yang sesuai untuk budidaya ubi kayu, sifat usaha yang turun-temurun (tradisi), dan teknik budidaya dan sistem pemeliharaan yang relatif mudah. Pola pertanaman ubi kayu yang dilakukan oleh petani di Kabupaten Bogor umumnya adalah pola tanam monokultur. Hingga saat ini beberapa varietas ubi kayu yang ditanam oleh petani di Kabupaten Bogor adalah Adira 1, Adira 2, Adira 4, dan Mangi. Menurut narasumber, varietas Adira 1 dan 4 adalah varietas yang paling banyak ditanam di Kabupaten Bogor. Waktu tanam yang dianjurkan untuk tanaman ubi kayu di tanah tegalan adalah awal musim hujan atau akhir musim hujan (Hafsah, 2003). Hal ini karena tanaman ubi kayu memerlukan cukup air pada awal masa tanam untuk pertumbuhan vegetatifnya. Waktu penanaman ubi kayu di Kabupaten Bogor dapat dilakukan setiap bulannya karena merupakan daerah dengan curah hujan cukup tinggi. Pemanenan ubi kayu dilakukan sesuai dengan keperluan. Untuk keperluan industri tapioka, pemanenan ubi kayu terbaik biasanya dilakukan pada saat tanaman mencapai umur 12-18 bulan. Sedangkan untuk keperluan industri pangan, pemanenan ubi kayu dapat dilakukan pada umur tanaman 6-9 bulan. Sistem penjualan hasil panen ubi kayu yang dilakukan petani di Kabupaten Bogor antara lain melalui pedagang perantara/pengumpul, dijual langsung ke industri rumah tangga yang mengolah produk makanan, dijual langsung ke usaha kecil (pengrajin) tapioka. Penjualan ubi kayu oleh petani langsung ke pengrajin tapioka biasanya terjadi karena adanya jalinan kemitraan di antara keduanya. Secara umum jalur tata niaga ubi kayu yang terjadi di Kabupaten Bogor dapat dilihat pada Gambar 19. Gambar 19. Sketsa tata niaga ubi kayu di Kabupaten Bogor 1) 1) Berdasarkan wawancara dengan narasumber, Sub Dinas Bina Usaha Tani, Dinas Pertanian Kabupaten Bogor (dimodifikasi) Petani Umbi segarPabrik tapiokaPedagang pengumpulPengrajin tapiokakasarTepungHasil olahanDistributorKonsumen(industri, dll)Industri kecil (produk makanan)Industri kecil (produk makanan)Produk makananDistributor/pedagangKonsumenUmbi segar2. Agroindustri Ubi Kayu Industri pengolahan ubi kayu atau singkong di Kabupaten Bogor cukup banyak jenisnya meliputi industri tapioka, industri keripik singkong, tape, dan lain-lain. Industri tersebut umumnya tergolong dalam industri skala kecil atau rumah tangga dan industri skala sedang. a. Industri tepung tapioka Industri tepung tapioka merupakan industri pengolahan ubi kayu yang cukup banyak jumlahnya di Kabupaten Bogor. Menurut narasumber, hingga akhir tahun 2004 belum terdapat industri yang mengolah ubi kayu secara langsung menjadi tepung tapioka. Industri tepung tapioka di Kabupaten Bogor terdiri atas usaha kecil (pengrajin) tapioka dan pabrik penggilingan tapioka. Umumnya pengrajin tapioka mengolah ubi kayu menjadi tepung tapioka kasar. Selanjutnya tapioka kasar tersebut diolah menjadi tepung tapioka halus oleh pabrik penggilingan tepung tapioka. Berdasarkan survei lapang, rata-rata produksi pabrik penggilingan tapioka adalah 7-10 ton tapioka kasar per hari. Sedangkan rata-rata produksi pengrajin tapioka adalah 1,5-2 ton ubi kayu per hari. Tahapan proses produksi pada pengrajin tapioka secara umum bersifat tradisonal dan semi modern. Tahapan proses produksi tersebut meliputi pembersihan, pencucian, pemarutan, pemerasan, pengendapan, pengeringan, penggilingan, dan pengemasan (Gambar 20). Setelah dikemas biasanya tapioka kasar oleh pengrajin tapioka langsung dikirim ke pabrik penggilingan tapioka halus dengan harga jual sekitar Rp 2.250,00 - Rp 2.800,00. Selanjutnya pabrik penggilingan tapioka halus melakukan pemasaran produk akhirnya (tepung tapioka) ke beberapa daerah di luar wilayah Bogor seperti Surabaya, Tasikmalaya, Kuningan, dan Sumatera. Dalam pembuatan tapioka diperlukan bahan baku ubi kayu yang tersedia secara kontinyu. Berdasarkan survei lapang, para pengrajin tapioka pada waktu tertentu mengalami kekurangan bahan baku. Untuk memenuhi kekurangan bahan baku tersebut pengrajin tapioka biasanya mendatangkan bahan baku dari daerah sekitar Kabupaten Bogor seperti Sukabumi, Cianjur, Garut, dan Bandung. Pengrajin tapioka di Kabupaten Bogor tersebar di beberapa kecamatan sekitar daerah Ciluar, sedangkan pabrik tapioka sebagian besar terkonsentrasi di daerah Ciluar. Usaha kecil (pengrajin) tapioka tersebut cukup menyerap tenaga kerja yaitu sekitar 2-20 orang. Jumlah tenaga kerja pada pengrajin tapioka bervariasi sesuai dengan kapasitas produksi dan jumlah ubi kayu yang diolah. Gambar 20. Skema proses produksi usaha kecil tapioka (Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, 2000) Ubi kayuPengupasan (Manual)Pencucian(Manual)Pemarutan(Semi mekanis)Pengendapan(Batch)Ekstraksi(Manual)PenjemuranPenggilinganTapioka kasarKulit &kotoranAirAirLimbah cairAmpasLimbah cair100 kg 1 ton 400 kg 300 kg1,5 m3 1,5 m38,5 m3 8,8 m3Pengemasan2. Industri keripik singkong Industri keripik singkong di Kabupaten Bogor umumnya tergolong sebagai industri makanan ringan dan merupakan industri tradisional serta tidak jarang berskala kecil atau rumah tangga. Industri keripik singkong yang tercatat di Dinas Pertanian Kabupaten Bogor dan Dinas Perindustrian dan Perdagangan Kabupaten Bogor hingga akhir tahun 2004 berjumlah kurang lebih 25 buah. Tahapan proses produksi pada industri kecil keripik singkong umumnya meliputi pembersihan, pencucian, pengirisan, perendaman (bumbu), penirisan, penggorengan, dan pengemasan (Gambar 21). Gambar 21. Skema proses produksi keripik singkong (Dewan Ilmu Pengetahuan, Teknologi dan Industri Sumbar, 2001) Ubi kayuPengupasanPencucianPengirisanPerendaman dalam bumbu (setiap air mendidih 1 lt + garam1 gr + bawang putih 20 gr)PenggorenganKeripiksingkong 3 menitPengemasanPenirisan Pemasaran produk keripik singkong oleh sebagian industri kecil dilakukan di pasar lokal Bogor yaitu di sekitar lokasi industri. Selain di pasar lokal Bogor, beberapa industri kecil melakukan pemasaran produk keripik singkong di luar wilayah Bogor seperti Jakarta, Banten, Tangerang, Bekasi. Industri kecil keripik singkong di Kabupaten Bogor cukup menyerap tenaga kerja 2-20 orang. Besarnya jumlah tenaga kerja bergantung pada kapasitas produksi dan permintaan pasar. 3. Industri tape Industri tape di Kabupaten Bogor umumnya merupakan industri tradisional dan tergolong skala kecil atau rumah tangga. Industri tape yang tercatat di Dinas Pertanian Kabupaten Bogor hingga akhir tahun 2004 berjumlah kurang lebih 4 buah. Tape merupakan produk olahan ubi kayu dengan cara fermentasi. Tahapan proses produksi tape meliputi pembersihan, pemotongan, pencucian, pengukusan, peragian, pembungkusan dan penyimpanan (pemeraman) ubi kayu yang telah diberi ragi selama 2-7 hari (Gambar 22). Pemasaran produk tape dilakukan tidak hanya di wilayah Bogor tetapi juga di luar wilayah Bogor seperti Pasar Minggu dan Tangerang. Industri kecil tape umumnya membutuhkan tenaga kerja 2-10 orang. Pembuatan tape tersebut dapat dilakukan secara sendiri (keluarga) karena tidak memerlukan keterampilan khusus. Gambar 22. Skema proses produksi tape peuyeum (Margono dkk., 1993) B. RANCANGAN MODEL 1. Deskripsi Sistem Permasalahan ketersediaan ubi kayu merupakan suatu permasalahan sistem yang cukup kompleks dengan melibatkan berbagai komponen, variabel di dalamnya yang saling berinteraksi dan terintegrasi. Ketersediaan ubi kayu secara regional dapat dipandang sebagai suatu masalah dinamika sistem yang berubah sepanjang waktu dan dipengaruhi oleh faktor-faktor yang juga bersifat dinamis. Ubi kayu merupakan komoditas palawija unggulan di Kabupaten Bogor sehingga pemantauan terhadap ketersediaannya perlu dilakukan setiap tahunnya. Tujuan pemodelan ketersediaan ubi kayu ini adalah untuk melihat pola ketersediaan ubi kayu di masa mendatang sebagai pemenuhan U b i kay uP en gu p asanP em o to ng anP en cu cianP en g u ku san(seten g ah m asak )T ap e p eu y eu mPem eram an(2 -7 h ari)P em b un g k u san(d en g an p lastik , d au ntalas)P en irisanPerag ianbahan baku bagi agroindustri, pengembangan agroindustri, pemenuhan kebutuhan pangan dalam upaya diversifikasi pangan non beras, pemenuhan keperluan ekspor, dan lain-lain dengan berbagai alternatif pengembangan skenario yang sesuai dengan kondisi nyata. Model dinamika sistem yang dikembangkan dibatasi pada hal-hal yang berkaitan dengan penyediaan (produksi) ubi kayu dan permintaan terhadap ubi kayu bagi kebutuhan konsumsi dan bahan baku industri. Untuk memudahkan dalam pemodelan, sistem ketersediaan ubi kayu dibagi menjadi tiga sub sistem yaitu sub sistem penyediaan, sub sistem kebutuhan konsumsi, dan sub sistem kebutuhan industri. Simulasi model dinamik ketersediaan ubi kayu merupakan suatu model yang dirancang dengan menggunakan pendekatan sistem dinamik dan diberi nama dengan Cassava.Sim. Model ini dibuat berdasar identifikasi permasalahan yang dituangkan ke dalam diagram sebab akibat (causal loop), diformulasikan dalam diagram alir (stock dan flow) dan disimulasikan dengan menggunakan software Powersim versi 2.5. 2. Konseptualisasi Model Untuk menganalisa sistem ketersediaan ubi kayu dibuat model simulasi sesuai dengan formulasi permasalahan guna mempermudah dan mempercepat keluaran yaitu sebagai arah kebijakan dalam pengambilan keputusan. Model Cassava.Sim yang dibuat merupakan replikasi dari sistem nyata yang terbagi menjadi tiga sub sistem (sub model) yaitu sub model penyediaan ubi kayu, sub model kebutuhan ubi kayu konsumsi, dan sub model kebutuhan ubi kayu industri. a. Sub Model Penyediaan Pada sub model penyediaan ubi kayu dipengaruhi oleh variabelvariabel antara lain luas areal tanam, alih fungsi lahan (konversi), perluasan areal tanam (ekstensifikasi), luas panen, dan produktivitas. Disamping variabel-variabel tersebut, dibutuhkan pula konstanta sebagai input bagi model sehingga memudahkan dalam modifikasi model apabila terjadi perubahan-perubahan yang sesuai dengan kondisi nyata. Konstanta tersebut antara lain persen ekstensifikasi, persen konversi dan produktivitas ubi kayu. Hubungan sebab akibat antar variabel pada sub modelpenyediaan dapat digambarkan oleh diagram sebab akibat (causal loops). Bahasa gambar tersebut adalah panah yang saling mengait, dimana hulu panah mengungkapkan sebab dan ujung panah mengungkapkan akibat. Jika terjadi hubungan umpan balik (feedback) antar variabel dalam diagram sebab akibat maka keterkaitan tersebut disebut sebagai suatu loop. Pada sub model penyediaan terdapat dua loop yang dapat disimak pada Gambar 23. Loop pertama menyatakan bahwa semakin banyak perluasan areal tanam (ekstensifikasi) yang dilakukan untuk budidaya tanaman ubi kayu, maka semakin banyak areal tanam untuk budidaya tanaman tersebut. Sedangkan jika semakin banyak areal tanam, maka semakin banyak perluasan areal tanam. Ini berkaitan dengan alternatif kebijakan perluasan areal tanam yang dapat diambil oleh pemerintah seperti kebijakan perluasan areal tanam ubi kayu secara kontinyu per tahun, per tiga tahun, dan sebagainya. Selanjutnya hubungan yang terjadi antara variabel perluasan areal tanam dengan areal tanam dapat dinyatakan sebagai feedback positif yang memiliki sifat memperkuat (reinforcing/R1). Perluasan areal tanam dapat dilakukan apabila masih terdapat potensi lahan yang belum dimanfaatkan untuk budi daya tanaman ubi kayu. Dalam hal ini potensi lahan merupakan variabel pembatas bagi kegiatan perluasan areal tanam. Ini dapat dinyatakan dengan loop tambahan (ballancing/B1) yang dapat dilihat pada loop pertama (Gambar 23). Gambar 23. Diagram sebab akibat sub model penyediaan ubi kayu Pada loop B1 digunakan variabel perantara yaitu gap yang menyatakan selisih antara potensi lahan dengan luas areal tanam riil. Semakin besar luas areal tanam untuk budidaya tanaman ubi kayu, maka semakin kecil luas gap. Semakin kecil luas gap, maka semakin kecil perluasan areal tanam yang dapat dilakukan. Atau semakin besar luas gap, maka semakin besar perluasan lahan yang dapat dilakukan. Variabel gap pada loop B1 akan menghasilkan hubungan feedbacknegatif yang memiliki sifat memperlemah (ballancing/B1). Sementara itu loop kedua menyatakan bahwa semakin banyak luas areal tanam yang tersedia untuk budidaya tanaman ubi kayu maka semakin besar peluang terjadinya alih fungsi lahan (konversi). Sedangkan jika semakin besar alih fungsi lahan yang terjadi maka semakin sedikit luas areal tanam untuk budidaya tanaman ubi kayu. Hubungan yang terjadi pada loop kedua adalah feedback negatif yang memiliki sifat memperlemah (ballancing/B2). Selanjutnya luas areal tanam akan memberikan pengaruh positif terhadap luas panen. Pada proses luas areal tanam menjadi luas panen terdapat delay (waktu tunggu) yaitu sejak tanaman ubi kayu ditanamsampai dengan dipanen yang memerlukan waktu rata-rata 9-12 bulan. Penyediaanubi kayuDelay+LajuekstensifikasiLajukonversi+ -+-+Luas panenProduksiProduktivitas + +-Penyusutanluas panen++Luas arealtanamGap+R1B1Potensi+ lahanB1Dalam variabel luas panen terdapat penyusutan luas panen yang akan memberikan pengaruh negatif terhadap luas panen. Hal ini berarti semakin besar penyusutan luas panen yang terjadi maka semakin berkurang luas panen. Penyusutan luas panen dapat terjadi sebagai akibat kerusakan tanaman karena serangan hama/penyakit, bencana alam, atau penggantian tanaman yang diusahakan.Luas panen akan memberikan pengaruh positif terhadap produksi yang berarti semakin besar luas panen ubi kayu, maka semakin besar produksi ubi kayu yang dihasilkan. Selanjutnya produksi akan memberikan pengaruh positif terhadap penyediaan ubi kayu yang berarti semakin banyak produksi ubi kayu, maka semakin banyak ubi kayu yang tersedia untuk memenuhi kebutuhan. Berdasarkan hubungan sebab akibat antar variabel pada sub model penyediaan di atas dilakukan penterjemahan diagram sebab akibat ke diagram alir (diagram stock dan flow). Penyusunan struktur program ini menggunakan perangkat lunak Powersim 2.5 seperti dapat dilihat pada Gambar 24. Gambar 24. Diagram alir sub model penyediaan ubi kayu b. Sub Model Kebutuhan Konsumsi Pada sub model kebutuhan ubi kayu untuk konsumsi sangat dipengaruhi oleh perilaku masyarakat dalam mengkonsumsi ubi kayu baik dalam bentuk segar maupun dalam bentuk olahannya seperti gaplek, tepung gaplek, dan tepung ubi kayu. Dalam hal ini perilaku masyarakat yang berada di pedesaan dan perkotaan Kabupaten Bogor diasumsikan sama dengan perilaku masyarakat Provinsi Jawa Barat. Sehubungan dengan hal tersebut maka kebutuhan konsumsi ubi kayu Kabupaten Bogor menggunakan data neraca bahan makanan Provinsi Jawa Barat berdasarkan Susenas tahun 2003, seperti dapat dilihat pada Lampiran 3. Pada sub model kebutuhan konsumsi dapat dilihat dinamika perkembangan penduduk yang sangat berpengaruh terhadap permintaan ubi kayu untuk konsumsi. Dinamika model penduduk ini akan menghasilkan output berupa prakiraan jumlah penduduk di masa mendatang. Dinamika perkembangan penduduk dalam sub model ini terbentuk melalui interaksi antara variabel Penduduk Kab.Bogor dengan variabel laju pertumbuhan penduduk yang membentuk sebuah loop seperti dapat dilihat pada Gambar 25. Gambar 25. Diagram sebab akibat sub model kebutuhan konsumsi Hubungan yang terjadi pada loop di atas adalah feedback positif yang memiliki sifat memperkuat (reinforcing/R2). Ini berarti bahwa semakin besar laju pertumbuhan penduduk per tahun maka semakin besar jumlah penduduk tahunan. Di lain pihak, semakin besar jumlah penduduk per tahun mengakibatkan semakin besar laju pertumbuhan penduduk per tahun. Pada loop R2, variabel Penduduk Kab.Bogor menyatakan jumlah penduduk pada akhir tahun. Sistem registrasi penduduk Kabupaten Bogor pada dasarnya menggunakan persamaan penduduk berimbang untuk menghitung jumlah penduduk pada akhir tahun yaitu dengan menjumlahkan jumlah penduduk pada awal tahun, jumlah kelahiran, dan jumlah migrasi masuk dikurangi jumlah kematian, dan jumlah migrasi keluar per tahun. Sedangkan variabel laju pertumbuhan penduduk menggambarkan perkembangan/pertumbuhan penduduk tahunan dan dihitung berdasar jumlah penduduk pada akhir tahun. Berdasarkan sub model kebutuhan konsumsi dapat dilihat pola konsumsi berdasarkan dinamika penduduk dan rata-rata kebutuhan ubi kayu untuk konsumsi yang dikonversi dalam satuan ton/kapita/tahun. Untuk mengetahui kebutuhan konsumsi ubi kayu diperlukan variabel (konstanta) tingkat konsumsi ubi kayu yang menginputkan rata-rata konsumsi ubi kayu sesuai dengan kondisi nyata. Variabel tingkat konsumsi ubi kayu tersebut selanjutnya akan memberikan pengaruh positif terhadap jumlah ubi kayu_konsumsi. Ini berarti semakin besar tingkat konsumsi ubi kayu per kapita, maka semakin besar jumlah ubi kayu yang diperlukan untuk konsumsi. Berdasarkan hubungan sebab akibat antar variabel pada sub model konsumsi tersebut dilakukan penterjemahan diagram sebabakibat ke dalam diagram alir (diagram stock dan flow) dengan perangkat lunak Powersim 2.5 seperti dapat dilihat pada Gambar 26. Gambar 26. Diagram alir sub model kebutuhan konsumsi c. Sub Model Kebutuhan Industri Sub model kebutuhan industri dibangun melalui pendekatan kebutuhan bahan baku pada industri kecil/home industry yang meliputi industri tapioka, industri keripik dan industri tape. Industri tersebut merupakan industri primer yang mengolah secara langsung ubi kayu menjadi produk setengah jadi maupun produk jadi. Data yang digunakan pada sub model kebutuhan industri adalah data kebutuhan ubi kayu pada pengrajin tapioka dan industri kecil/home industry lainnya. Data rata-rata kebutuhan ubi kayu pada pengrajin tapioka diperoleh secara langsung dari lapang melalui wawancara yang hasilnya dapat dilihat pada Lampiran 4. Sedangkan data kebutuhan ubi kayu pada industri kecil/home industry diperoleh dari data sekunder Dinas Pertanian Kabupaten Bogor yang dapat dilihat pada Lampiran 5. Pada sub model kebutuhan industri variabel-variabel yang berpengaruh terhadap variabel Jumlah ubi kayu_industri adalah jumlah industri dan kebutuhan ubi kayu bagi industri (Gambar 27). Kedua variabel ini masing-masing memberikan pengaruh positif terhadap Jumlah ubi kayu_industri. Ini berarti semakin bertambah jumlah industri tapioka, keripik, dan tape, maka semakin banyak bahan baku yang diperlukan untuk proses produksi pada industri tersebut. Di lain pihak, semakin besar kebutuhan ubi kayu bagi industri akan mengakibatkan total kebutuhan ubi kayu meningkat. Gambar 27. Diagram sebab akibat sub model kebutuhan industri Pada sub model kebutuhan industri digunakan variabel konstanta yang berfungsi menginputkan besarnya kebutuhan ubi kayu pada masing-masing industri yang disesuaikan dengan kondisi nyata. Penterjemahan diagram sebab akibat sub model kebutuhan industri ke dalam diagram alir (diagram stock dan flow) dengan perangkat lunak Powersim 2.5 dapat dilihat pada Gambar 28. Gambar 28. Diagram alir sub model kebutuhan industri 3. Formulasi Model a. Asumsi Model Asumsi merupakan pikiran-pikiran dasar yang digunakan sebagai titik tolak atau alasan dalam menjelaskan suatu fenomena dan diyakini kebenarannya (Simatupang, 2000). Dalam pembuatan model dinamik ketersediaan ubi kayu Kabupaten Bogor digunakan beberapa asumsi antara lain : 1. Pemodelan ketersediaan yang dibangun berlaku untuk kedua jenis ubi kayu yaitu manis dan pahit. 2. Terjadi alih fungsi lahan atau pergeseran pemanfaatan lahan ubi kayu menjadi tanaman palawija lain atau untuk keperluan non pertanian sebesar 2 % per tahun. 3. Permintaan ubi kayu adalah untuk kebutuhan industri dan kebutuhan konsumsi.4. Umur panen rata-rata ubi kayu diasumsikan 12 bulan. Hal ini karena kebutuhan ubi kayu di Kabupaten Bogor sebagian besar digunakan untuk industri tapioka. Asumsi ini mengacu pada Rukmana (1997), ubi kayu (varietas dalam) memiliki kadar karbohidrat (pati) maksimal pada umur tanaman 9-12 bulan.5. Laju pertumbuhan penduduk dianggap tetap selama periode tahun 1998-2013. 6. Konsumsi rata-rata ubi kayu penduduk Kabupaten Bogor baik dalam bentuk segar maupun dalam bentuk olahannya diasumsikan sama dengan konsumsi penduduk Jawa Barat yaitu sebesar 0,008 ton/kapita/tahun (Susenas, 2003, diolah) dan dianggap tetap selama tahun 1998-2003. 7. Jumlah industri tapioka, industri keripik, dan industri tape dianggap tetap selama tahun 1998-2013. 8. Periode analisis simulasi dibatasi untuk periode tahun 1998 sampai dengan tahun 2013. b. Formulasi Model Formulasi model merupakan perumusan masalah ke dalam bentuk matematis yang dapat mewakili sistem nyata. Formulasi model menghubungkan variabel-variabel yang telah diidentifikasi dalam model konseptual dengan bahasa simbolik. Formulasi model Cassava.Sim dalam perangkat lunak Powersim selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 6. 1. Sub Model Penyediaan Sub model penyediaan dirumuskan dalam persamaan matematis sebagai berikut : Penyediaan = Produksi_UK (1) dimana, Produksi_UK : jumlah produksi ubi kayu Kabupaten Bogor Persamaan 1 menyatakan penyediaan sama dengan produksi ubi kayu. Dalam hal ini penyediaan ubi kayu diasumsikan hanya berasal dari wilayah Kabupaten Bogor. Sedangkan jumlah ubi kayu yang masuk ke Kabupaten Bogor dan keluar dari Kabupaten Bogor tidak dimasukkan dalan pemodelan. Prod_UK_1 = (L_Panen*Prdktvts_UK)/10 (2) dimana, Prod_UK_1 : produksi ubi kayu (ton) L_Panen : luas panen ubi kayu (ha) Prdktvts_UK : produktivitas ubi kayu (ku/ha) Persamaan 2 menyatakan produksi ubi kayu sebagai perkalian antara luas panen dengan prakiraan produktivitas ubi kayu. Pada persamaan ini prakiraan produktivitas ubi kayu di masa mendatang dilakukan dengan teknik simulasi Monte Carlo. Simulasi Monte Carlo merupakan simulasi probabilistik yang menggunakan distribusi peluang dengan penarikan contoh secara acak. Teknik simulasi dengan penarikan contoh secara acak ini mempunyai kelebihan yaitu dapat mengatur jumlah simulasi yang akan diulang sehingga diperoleh peubah acak dengan deviasi kecil (Watson dan Blackstone, 1989). Gambar 29. Diagram simulasi Monte Carlo (Eriyatno, 1998) Tahap awal simulasi Monte Carlo adalah pengujian distribusi data untuk menentukan parameter distribusi. Pengujian distribusi data dilakukan terhadap data aktual produktivitas ubi kayu setiap kecamatan di Kabupaten Bogor periode tahun 1999 sampai dengan 2004 dengan uji Kolmogorov Smirnov. Berdasarkan pengujian Kolmogorov Smirnov menunjukkan bahwa terdapat kecenderungan bagi data tersebut untuk menyebar sesuai distribusi normal dengan D sama dengan 0,095. Nilai ini lebih kecil dari D tabel (0,0964) sehingga dapat disimpulkan Ho diterima. Berdasarkan angka probabilitas didapatkan angka pada Asymp.sig adalah 0,053 yang berarti lebih besar dari 0,05 dan disimpulkan Ho diterima. Ini berarti distribusi data produktivitas mengikuti distribusi normal. Menurut Walpole (1995), Sebaran peluang normal bergantung pada dua parameter dan , yaitu nilai tengah dan simpangan baku. Berdasarkan pengujian Kolmogorof Smirnov data produktivitas ubi kayu memiliki nilai dan masing-masing sebesar 172,07 dan 11,17. Pengujian distribusi data produktivitas tersebut selengkapnya dapat disimak pada Lampiran 7. Dalam simulasi Monte Carlo terdapat pembangkitan bilangan acak dan variabel acak (Gotfried, 1984). Dalam proses simulasi, pengambilan sampel dengan bilangan acak mencerminkan suatu sistem yang nyata. PembangkitanBilangan AcakPembangkitanPeubah AcakParameterDistribusiPeluangCetak PeubahAcakN = n+1 n = N ? SelesaiBilacak YatidakBil_acak_prdktvts = Bil acak*Prdktvts (3) Bil_acak = RANDOM (0.8-1.2) Prdktvts = NORMAL (172.07,11.17) Pada persamaan 3, pembangkitan bilangan acak dilakukan dengan menggunakan fungsi RANDOM. Sedangkan pembangkitan variabel/peubah acak dilakukan dengan menggunakan fungsi NORMAL. RANDOM (0.8-1.2) menunjukkan pembangkitan bilangan acak antara 0,8-1,2. Sedangkan NORMAL (172.07,11.17) menunjukkan variabel acak dengan parameter distribusi dan masing-masing sebesar 172,07 dan 11,17. Selanjutnya hasil simulasi produktivitas ubi kayu dengan simulasi Monte Carlo tersebut digunakan sebagai input dalam sub model penyediaan. Berikut persamaan 4 merupakan hasil simulasi model dengan teknik Monte Carlo yang disederhanakan dalam fungsi GRAPH. Prdktvts_UK = GRAPH (TIME, 1998, 1, [166,174,169,177,169,159, 173,174,174,183,172,175,179,176,174,167 Min:159; Max:183]) (4) dimana, Prdktvts_UK : produktivitas ubi kayu hasil simulasi dengan teknik Monte Carlo (ku/ha) Prod_UK_2 = (L_Panen*Prdktvts_per_Ha) (5) dimana, Prod_UK_2 : produksi ubi kayu (ton) L_Panen : luas panen ubi kayu (ha) Prdktvts_per_Ha : produktivitas ubi kayu per ha melalui upaya intensifikasi (bagian dari skenario) Persamaan 5 menyatakan produksi ubi kayu sebagai bagian dari skenario simulasi. Prod_UK_2 merupakan perkalian antara luas panen dengan produktivitas ubi kayu. Produktivitas ubi kayu merupakan konstanta yang menginput dalam model yangdiasumsikan sebagai hasil dari upaya peningkatan produktivitas (intensifikasi) yang merupakan bagian dari skenario. L_panen = DELAYMTR (L_tanam, wkt_delay, 1, 10172) RANDOM (0.05,0.1)*L_tanam (6) Persamaan 6 menyatakan luas panen ubi kayu sebagaifungsi delay orde pertama dari luas areal tanam. Waktu delay(waktu tunggu) luas areal tanam menjadi luas panen diasumsikan selama 12 bulan. Sedangkan initial delay adalah 10172, ini menunjukkan luas panen riil pada tahun sebelumnya yaitu luas panen pada tahun 1997 sebesar 10.172 ha. Pada variabel L_panen ini terdapat penyusutan luas panen yang dapat mengurangi besarnya luas panen yaitu diasumsikan sebesar 5%-10% dari luas areal tanam. RANDOM (0.05,0.1) menyatakan penyusutan luas panen sebesar 5%-10% dari luas areal tanam. L_tanam =14796+dt*Lj_perluasan_lhndt*Lj_alih_fungsi_lhn (7) dimana, L_tanam : luas areal tanam (ha) Lj_perluasan_lhn : laju perluasan areal tanam Lj_alih_fungsi_lhn : laju alih fungsi lahan atau pergeseran areal tanam Persamaan 7 menyatakan bahwa luas areal tanam mengakumulasi perbedaan antara laju perluasan lahan dan laju pergeseran areal tanam terhadap keadaan L_tanam sebelumnya yaitu luas tanam pada tahun 1998 (tahun dasar simulasi) sebesar 14.796 ha. Luas areal tanam adalah besarnya luas lahan yang digunakan untuk tanaman ubi kayu. Perluasan areal tanam adalah besarnya lahan yang dapat diusahakan untuk menambah luas areal tanam yang ada. Alih fungsi lahan merupakan istilah untuk pergeseran lahan tanaman ubi kayu menjadi tanaman non ubi kayu (palawija lain) dan pemanfaatan lahan bagi keperluan non pertanian. Lj_perluasan_lhn = Gap*fktr_perluasan_lhn (8) dimana, Lj_perluasan_lhn : laju perluasan areal tanam (ha/th) fktr_perluasan_lhn : angka perluasan areal tanam (%/th) Pada persamaan 8 menyatakan laju perluasan lahan sebagai perkalian antara gap dengan angka perluasan areal tanam. Besarnya angka perluasan lahan merupakan input data yang dimasukkan dalam model dan disesuaikan dengan kondisi nyata. Lj_alih_fungsi_lhn = L_tanam*fktr_alih_fungsi_lhn (9) dimana, Lj_alih _fungsi_lhn : laju alih fungsi lahan tanaman ubi kayu (ha/th) fktr_alih_fungsi_lhn : angka alih fungsi lahan (%/th) Laju alih fungsi lahan/pergeseran fungsi lahan tanaman ubi kayu dinyatakan dengan persamaan 9 sebagai perkalian antara luas areal tanam riil dengan angka alih fungsi/pergeseran lahan tanaman ubi kayu. Besarnya angka alih fungsi lahan merupakan input data yang dimasukkan dalam model dan disesuaikan dengan kondisi nyata. Gap = Potensi_lahan L_tanam (10) dimana, Gap : luas lahan yang masih potensial dikurangi luas areal tanam riil (ha) Potensi_lhn : luas lahan yang masih potensial untuk tanaman ubi kayu (ha) L_tanam : luas areal tanam (ha) Persamaan 10 menyatakan gap yaitu variabel yangmenggambarkan selisih antara luas lahan yang masih potensial untuk budi daya tanaman ubi kayu dengan luas areal tanam riil. Luas lahan yang masih potensial untuk tanaman ubi kayu dapat dilihat pada Lampiran 8. 2. Sub Model Kebutuhan Konsumsi Sub model kebutuhan konsumsi dirumuskan dengan persamaan matematis sebagai berikut : Kbthn_UK_kons = Penduduk_Kab_Bogor*Tingkat_konsumsi (11) dimana, Kbthn_UK_kons : kebutuhan/jumlah ubi kayu untuk konsumsi (ton/th) Penduduk_Kab_Bogor : jumlah penduduk Kabupaten Bogor (jiwa) Tingkat_konsumsi : fraksi (tingkat) konsumsi (ton/jiwa/th) Persamaan 11 merupakan persamaan untuk mengetahuikebutuhan/jumlah ubi kayu yang diperlukan untuk konsumsi. Besarnya merupakan perkalian antara jumlah penduduk dengan tingkat konsumsi. Tingkat konsumsi dihitung berdasarkan data konsumsi rata-rata ubi kayu dalam bentuk segar dan olahannya seminggu menurut golongan pengeluaran per kapita sebulan (Susenas, 2003). Konsumsi ubi kayu tersebut dikonversi dalam satuan yang sama yaitu dalam bentuk ubi segar dan dikonversi untuk kebutuhan selama satu tahun. Berdasarkan perhitungan tersebut diperoleh fraksi konsumsi sebesar 0,008 ton/kapita/tahun. Tingkat konsumsi merupakan nilai parameter (input) yang dilambangkan dengan konstanta sehingga perubahan-perubahan nilai parameter dalam model dapat dilakukan sesuai kondisi nyata. Penduduk_Kab_Bogor = 2917524+dt*Lj_pertumbuhan (12) Lj_pertumbuhan = Penduduk_Kab_Bogor*Rate_pertumbuhan dimana, Lj_pertumbuhan : laju pertumbuhan penduduk (jiwa/th) Rate_pertumbuhan : rate pertumbuhan penduduk (%/th) Persamaan 12 menyatakan bahwa jumlah penduduk Kabupaten Bogor mengakumulasi keadaan awal jumlah penduduk pada tahun 1998 sebagai tahun dasar simulasi sebesar 2.917.524 jiwa terhadap laju pertumbuhan penduduk per tahun. Dalam hal ini laju pertumbuhan penduduk per tahun dipengaruhi oleh ratepertumbuhan penduduk. Berdasarkan hasil perhitunganmenggunakan persamaan geometris diperoleh rate pertumbuhan penduduk selama periode tahun 1998-2004 sebesar 2,77% per tahun. Rate pertumbuhan penduduk ini merupakan input bagi variable Penduduk_Kab_Bogor dan diasumsikan tetap selama kurun waktu simulasi. Hasil perhitungan rate pertumbuhan penduduk selengkapnya dapat disimak pada Lampiran 9. 3. Sub Model Kebutuhan Industri Sub model kebutuhan industri dirumuskan dengan persamaan matematis sebagai berikut : Kbthn_UK_tapioka = Ind_tapioka*Rata2_kbthn_UK_1*300 (13) Ind_tapioka = 269+dt*Lj_buka_1-dt*Lj_tutup_1 (14) dimana, Kbthn_UK_tapioka : kebutuhan ubi kayu untuk industri tapioka (ton/th) Rata2_kbthn_UK_1 : rata-rata kebutuhan ubi kayu untuk industri tapioka (ton/unit/hari) Ind_tapioka : jumlah industri tapioka (unit) Lj_buka_1 : laju industri tapioka buka/tumbuh (unit/th) Lj_tutup_1 : laju industri tapioka tutup (unit/th) Persamaan 13 menyatakan perkalian antara jumlah industri tapioka dengan kebutuhan rata-rata ubi kayu yang akan menghasilkan kebutuhan total ubi kayu untuk industri tapioka. Besarnya rata-rata kebutuhan ubi kayu pada industri tapioka dihitung berdasarkan data hasil survei lapang terhadap 30 unit/pengrajin tapioka (Lampiran 4). Selanjutnya kebutuhan ratarata ubi kayu per hari tersebut dikonversi menjadi kebutuhan ratarata per tahun dengan angka konversi 300 (asumsi 1 tahun 300 hari produksi). Besarnya kebutuhan ubi kayu di setiap pengrajin tapioka bervariasi bergantung pada kapasitas produksi mesin, modal pengrajin, luasan tempat penjemuran tapioka, dan sebagainya. Persamaan 14 menyatakan jumlah industri (pengrajin) tapioka mengakumulasi perbedaan jumlah industri yang tumbuh (buka) dan jumlah industri yang tutup. Berdasarkan hasil wawancara dengan narasumber diperoleh informasi jumlah unit pengrajin tapioka hingga tahun 2004 adalah sekitar 269 unit. Jumlah industri (pengrajin) tapioka sebanyak 269 unit selanjutnya akan menjadi inisial (keadaan awal) simulasi. Kbthn_UK_keripik = ind_keripik*Kbthn_UK_2 (15) ind_keripik = 25+dt*Lj_buka_2-dt*Lj_tutup_2 (16) dimana, Kbthn_UK_keripik : kebutuhan total ubi kayu untuk industri keripik (ton/th) Kbthn_UK_2 : kebutuhan rata-rata ubi kayu industri keripik (ton/unit/th) ind_keripik : jumlah industri keripik ubi kayu/singkong (unit) Lj_buka_2 : laju industri keripik singkong buka/tumbuh (unit/th) Lj_tutup_2 : laju industri keripik singkong tutup (unit/th) Berdasarkan data Dinas Pertanian dan Dinas Perindustrian (2004) diperoleh jumlah industri keripik singkong sekitar 25 buah, terdiri atas industri kecil dan home industry. Persamaan 15 menyatakan kebutuhan ubi kayu untuk industri keripik singkong merupakan perkalian antara jumlah industri yang tercatat dengan kebutuhan rata-rata ubi kayu pada industri keripik. Kebutuhan ubi kayu bagi industri keripik merupakan hasil konversi produk jadi (keripik) ke dalam bentuk ubi kayu segar. Persamaan 16 menyatakan jumlah industri keripik singkong mengakumulasi perbedaan jumlah industri keripik singkong yang tumbuh (buka) dan jumlah industri yang tutup. Jumlah industri keripik singkong pada keadaan awal simulasi adalah sebanyak 25 unit. Kbthn_UK_tape = ind_tape*Kbthn_UK_3 (17) ind_tape = 4+dt*Lj_buka_3-dt*Lj_tutup_3 (18) dimana, Kbthn_UK_tape : kebutuhan total ubi kayu untuk industri tape (ton/th) Kbthn_UK_3 : kebutuhan rata-rata ubi kayu industri tape (ton/unit/th) ind_tape : jumlah industri tape (unit) Lj_buka_3 : laju industri tape buka/tumbuh (unit/th) Lj_tutup_3 : laju industri tape tutup (unit/th) Persamaan 17 menyatakan kebutuhan ubi kayu untuk industri tape merupakan perkalian antara jumlah industri yang tercatat dengan kebutuhan rata-rata ubi kayu pada industri tape. Kebutuhan ubi kayu bagi industri tape merupakan hasil konversi produk jadi (tape) ke dalam bentuk ubi kayu segar. Persamaan 18 menyatakan jumlah industri tape mengakumulasi perbedaan jumlah industri yang tumbuh (buka) dan jumlah industri yang tutup. Berdasarkan data Dinas Pertanian (2004) tercatat jumlah industri tape sekitar 4 buah. Jumlah industri tersebut selanjutnya menjadi inisial (keadaan awal) simulasi. Kbthn_industri = Kbthn_UK_tapioka + Kbthn_UK_keripik + Kbthn_UK_tape (19) Persamaan 19 menyatakan penjumlahan dari kebutuhan ubi kayu untuk industri tapioka, industri keripik, dan industri tape. Industri (pengrajin) tapioka merupakan jenis industri hulu yang mengolah bahan baku ubi kayu menjadi produk setengah jadi berupa tapioka kasar yang kemudian diolah lagi menjadi tepung tapioka halus di pabrik pengolahan tepung tapioka. Sedangkan industri keripik dan industri tape merupakan jenis industri kecil/industri rumah tangga yang mengolah bahan baku ubi kayu menjadi produk jadi. C. SKENARIO DAN HASIL SIMULASI Pada pemodelan dinamika sistem ketersediaan ubi kayu, rancangan model, simulasi dan analisis dilakukan dengan mengacu pada tujuan dan skenario pada setiap model. Beberapa skenario kebijakan yang akan digunakan dalam analisis ketersediaan ubi kayu antara lain : 1. Skenario tanpa perubahan kebijakan Model yang dirancang akan menggambarkan kondisi luas areal tanam ubi kayu selama periode tahun 1998-2004 dimana terjadi kecenderungan menurun dari 14.796 ha pada tahun 1998 menjadi 10.452 ha pada tahun 2004 (Gambar 30). Gambar 30. Luas areal tanam ubi kayu dan kecenderungannya Berdasar kondisi tersebut kemudian diprediksi untuk melihat situasi di masa mendatang. Dalam model ini diasumsikan tidak terdapat kegiatan intensifikasi maupun perluasan areal tanam. Situasi ini menggambarkan ketidak aktifan pemerintah dalam mengatur penyediaan ubi kayu di Kabupaten Bogor. Dengan model ini dapat dianalisis situasi dan perilaku sistem penyediaan ubi kayu di Kabupaten Bogor tanpa adanya intervensi dari pemerintah sebagai akibat perilaku masyarakat terhadap pendayagunaan ubi kayu saat ini. 2. Skenario kebijakan pendayagunaan sumberdaya lahan (perluasan areal tanam) Model yang dirancang akan menjelaskan pengaruh kebijakan pendayagunaan sumber daya lahan terhadap ketersediaan ubi kayu di masa mendatang. Skenario ini merupakan salah satu upaya untuk mengatasi permasalahan yang timbul pada skenario 1. Berdasar hasil simulasi dapat dilihat perubahan yang terjadi karena pengaruh perluasan areal tanam maupun karena adanya alih fungsi lahan. 3. Skenario kebijakan peni