III. METODE PENELITIAN
3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Pulau Dullah Kota Tual, Provinsi Maluku
(Gambar 5). Kota Tual terdiri atas 66 pulau terbagi dalam 3 gugus kepulauan dan
4 Kecamatan. Pulau yang dijadikan sebagai lokasi sampel penelitian adalah
Pulau Dullah (Kecamatan Dullah Selatan dan Kecamatan Dullah Utara) yang
merupakan pusat perkotaan. Penelitian lapangan dilakukan selama 4 bulan sejak
Juli sampai Oktober 2011.
Gambar 5 Peta Lokasi Penelitian
3.2. Jenis Data dan Teknik Pengumpulan Data
Data yang digunakan dalam penelitian ini dikelompokkan menjadi dua
kategori yaitu data utama dan pendukung. Data utama meliputi (1) peta
penggunaan lahan dan penutupan lahan yang diturunkan dari data citra Landsat
tahun 1990, 2000 dan 2010 (Gambar 6) dan diverifikasi dengan Citra World View
2 2010 (Gambar 7), peta kelas kemiringan lereng, peta kelas elevasi yang
diturunkan dari citra SRTM, peta jaringan jalan raya, peta pemukiman, pasar,
dan pusat perkantoran, (2) data pengamatan lapangan untuk verifikasi
kebenaran hasil interpretasi penutupan lahan. Data pendukung untuk
mengetahui kondisi fisik lahan meliputi peta tanah, curah hujan, suhu. Data
pendukung lainnya adalah data sosial yang meliputi kepadatan penduduk, mata
36
pencaharian dari dokumen Potensi Desa (PODES), serta data peruntukan lahan
yang bersumber dari Draf Rencana Tata Ruang Wilayah Kota Tual 2011-2031.
Informasi keterkaitan antara tujuan, jenis data, metode dan keluaran pada setiap
tahapan penelitian dapat dilihat pada Tabel 1.
Gambar 6 Peta Citra Landsat Tahun 1990, 2000 Dan 2010
37
Gambar 7 Peta Citra World View 2 Tahun 2010
3.3. Tahapan Penelitian
Dalam rangka memecahkan masalah di atas maka dilakukan penelitian
secara bertahap untuk menemukan alokasi penggunaan lahan optimal dalam
sistem perencanaan penggunaan lahan berkelanjutan di Pulau Dullah Kota Tual.
Ke empat tahapan kegiatan penelitian yang akan dilakukan, yaitu:
1. Tahap identifikasi dan penyusunan basis data meliputi pengumpulan data/
informasi menyangkut kondisi potensi sumberdaya dan jasa lingkungan yang
ada, bentuk pemanfaatan ruang/lahan yang ada dan serta rancangan basis
data spasial yang akan disusun berdasarkan struktur data yang diperoleh.
2. Tahap penyusunan model dinamika spasial penggunaan lahan yang meliputi
analisis perubahan penggunaan lahan, menentukan model penduga
perubahan penggunaan lahan, penyusunan model spasial perubahan
penggunaan lahan dan dampaknya terhadap jasa ekosistem.
3. Tahap penilaian ekosistem, penilaian jasa eksoistem air dan karbon.
4. Tahap optimalisasi alokasi pemanfatan ruang, penentuan alokasi
penggunaan lahan berdasarkan ketersediaan lahan, kebutuhan lahan dan
jasa lingkungan air dan karbon serta kebijakan dan strteginya.
38
Gambar 8 Tahapan Penelitian
IDENTIFIKASI DAN PENYUSUNAN BASIS DATA
PEMANFAATAN LAHAN SAAT INI
PERUBAHAN PENUTUPAN/PENG
GUNAAN LAHAN
KETERSEDIAAN DAN KEBUTUHAN AIR DAN
KARBONDIOKSIDA
ALOKASI PEMANFAATAN
RUANG
ANALISIS SPASIAL DAN SISTEM DINAMIK
ANALISIS NERACA JASA EKOSISTEM
TEKNIK OPTIMASI DINAMIK
MODEL PERENCANAAN PEMANFATAN RUANG
SISTEM DINAMIK DAN SPASIAL
PENILAIAN KESESUAIAN
LAHAN
ANALISIS SIG/SPASIAL
39
Tabel 1 Matriks Hubungan Antara Tujuan, Peubah, Metode Dan Keluaran Pada Setiap Tahapan Penelitian Mendukung tujuan Peubah Sumber Metode/Model Analisis Keluaran
1. Pemodelan spasial perubahan penggunaan lahan a. Analisis Perubahan
penggunaan lahan
Peta penggunaan lahan tahun 1990,2000 dan 2010
Peta adiministrasi, Citra LANDSAT tahun 1990 2000 dan 2010, Citra WorldView-2 2010 dan verif ikasi lapang
Interpretasi, tumpang tindih peta
Peta penggunaan lahan Trend perubahan penggunaan lahan
b. Menentukan faktor-faktor utama yang mempengaruhi deforestasi dan perubahan penggunaan lahan pertanian
Peta Perubahan Penggunaan Lahan Kemiringan lereng Elevasi Jarak dari jalan Jarak dari tepi hutan Jarak dari lahan pertanian Jarak dari kaw asan perumahan Jarak dari Pusat Pemerintahan Jarak dari Pasar Kepadatan Penduduk Jumlah Keluarga Tani
Keluaran tujuan 1a Citra SRTM Citra SRTM Analisis buffer Analisis buffer Analisis buffer Analisis buffer Analisis buffer Analisis buffer Analisis buffer PODES, Statistik Kecamatan//Kota Tual dalam angka
Analisis regresi logistik biner dengan software idrisi
Faktor-faktor yang mempengaruhi perubahan penggunaan lahan. Model spasial deforestasi dan perubahan pertanian lahan kering menjadi pemukiman.
2. Menyusun model perubahan penggunaan lahan dengan metode Makov Cellular Automata.
Peta penggunaan lahan tahun 1990,2000 dan 2010 Peta kesesuaian lahan
Keluaran tujuan 1a BAPPEDA, Kota Tual 2011.
Model dinamika spasial denganpendekatan Celullar Automata, Markov
Estimasi peta pengunaan lahan Tahun 2020 dan 2030
3. Menentukan dampak perubahan penggunaan lahan terhadap suplai air dan penyimpanan karbon
Peta penggunaan lahan tahun 1990,2000, 2010, 2020 dan 2030
Keluaran tujuan 1 Keluaran tujuan 2
Analisis suplai air dan karbondioksida
Peta trend perubahan jasa ekosistem air dan karbon
4. Menentukan alokasi Pemanfatan ruang optimal
Luas tipe penggunaan lahan yang sesuai Dinamika spasial perubahan penggunaan lahan Nilai Ekonomi jenis jasa Ekosistem
Keluaran tujuan 1 Keluaran tujuan 2 Keluaran tujuan 3
Analisis spasial Analisis sistem dinamik Goal seeking methods
Peta alokasi penggunaan lahan optimal
5. Menentukan kebijakan dan strategi pengendalian pemanfatan ruang
- Data sekunder Analisis Deskriptif Rumusan kebijakan dan strategi pengendalian pemanfatan ruang
40
3.3.1. Identifikasi dan penyusunan basis data
Tahapan ini diawali dengan pengkajian dan pengumpulan data/ informasi
menyangkut kondisi potensi sumberdaya dan jasa lingkungan yang ada, bentuk
pemanfaatan ruang/ lahan yang ada, serta rancangan bas is data spasial yang akan
disusun berdasarkan struktur data yang diperoleh. Tahap ini menggunakan software
SIG (Arc View 3.3, ArcGIS 10, ERDAS 9.1 dan IDRISI 32) karena berbagai
informasi dan data diupayakan selalu dapat ditempatkan di atas ruang
sebagaimana pendekatan penelitian ini. Analisis dilakukan pada data spasial dan
data atribut. Data spasial adalah data yang bereferensi geografis atau memiliki
koordinat yang dapat berupa titik (point), garis, dan polygon, sedangkan data
atribut adalah data yang tidak bereferensi geografis atau tidak memiliki koordinat
yang dapat berupa kuantitatif maupun kualitatif. Data atribut dapat menjadi
penjelasan atau dasar dalam menyusun tema spasial baru tertentu yang
bereferensi geografis. Data spasial ini bersumber pada peta dasar dan citra
satelit.
3.3.1.1. Pengolahan Citra
Pengolahan data spasial penggunaan lahan dilakukan dengan menerapkan
metode pengolahan citra digital (digital image processing). Informasi perubahan
penutupan lahan diperoleh dari hasil interpretasi citra LANDSAT dalam beberapa
periode waktu perekaman yakni pada tahun 1990, 2000, dan 2010 dan citra
World View 2010.
Pengolahan citra awal (Pre-image processing)
1. Penyekatan area penelitian. Setelah proses koreksi citra, dilakukan proses
penyekatan citra sesuai dengan area penelitian yang diminati (area of interest)
yakni Kepulauan Dullah Wilayah Kota Tual Kepulauan. Penyekatan area
dilakukan untuk mengetahui lokasi penelitian sesuai dengan batas
administrasi yang terakhir dilansir, sehingga memudahkan dalam inspeksi
lapangan.
2. Koreksi radiometrik adalah koreksi terhadap kesalahan eksternal yang
disebabkan oleh distorsi berupa pergeseran nilai piksel citra.
3. Koreksi geometrik, ditujukan untuk memperbaiki kesalahan posisi obyek-
obyek yang terekam pada citra karena adanya distorsi-distorsi yang bersifat
geometrik. Penyebab distorsi ini, antara lain: terjadinya rotasi pada waktu
41
perekaman, pengaruh kelengkungan bumi, pengaruh sudut pandang,
pengaruh topografi, dan pengaruh gravitasi bumi yang menyebabkan
terjadinya perubahan kecepatan dan ketinggian satelit dan ketidakstabilan
ketinggian platform. Koreksi geometrik disebut juga dengan proses rektifikasi
yaitu proses memproyeksikan data suatu bidang datar sehingga memiliki
proyeksi sama dengan peta. Kegiatan ini dapat berupa rektifikasi citra ke citra
(image to image rectification) maupun rektifikasi citra ke peta (image to map
rectification). Proses rektifikasi dalam penelitian ini dilakukan dengan
menggunakan metode berdasarkan titik-tik kontrol lapangan (ground control
point atau GCP). Secara ringkas, tahapan dari rektifikasi atau koreksi
geometrik ini adalah:
a. Penentuan sistem koordinat dan proyeksi peta. Tahapan ini bertujuan
untuk mendefinisikan informasi yang digunakan dalam proses rektifikasi
selanjutnya. Sistem koordinat yang dipilih adalah Universal Transverse
Mercator (UTM). Proyeksi peta yang digunakan terhadap lokasi penelitian
ditentukan berdasarkan standar geodetik peta Bakosurtanal yakni zone
53S.
b. Pengumpulan titik-titik kontrol lapangan (ground control points / GCPs).
Pengumpulan GCPs dilakukan dengan mengidentifikasi obyek-obyek
yang sama yang terdapat di peta dan citra.
c. Evaluasi nilai kesalahan rata-rata atau root mean square error (RMSE).
Transformasi RMSE yang pertama memiliki nilai yang besar sehingga
diperlukan pembuangan atau eliminasi GCP yang menyebabkan nilai
Root Mean Square Error (RMSE) tinggi, sampai dicapai nilai RMSE < 0,5
pixel. RMSE dapat dinyatakan dengan rumus sebagai berikut:
( ) ( )22 '' originaloriginal llppRMSE −+−= ............................…….................(1)
dimana :
poriginal , loriginal
p’, l' = koordinat estimasi = koordinat asli dari GCP pada citra
d. Agar supaya masing-masing citra mencakup areal yang sama, dilakukan
registrasi antara citra yang satu dengan citra yang lain secara tepat,
sehingga dapat menggambarkan deteksi perubahan yang akurat. Dalam
penelitian ini, citra TM tahun 2010 diregistrasi dengan citra TM tahun
2000 dan 1990.
42
4. Interpretasi visual citra (visual image interpretation). Kegiatan ini dilakukan
untuk memberikan gambaran awal sebelum diadakan survei lapangan,
mengidentifikasi pola sebaran, penutupan jumlah kelas penutupan lahan dan
macam kelas penutupan lahan yang ada di wilayah penelitian. Untuk
mempermudah dalam interpretasi visual, citra ditampilkan dalam format RGB
(Red Green Blue) 542 untuk dapat menghasilkan warna komposit.
Pengolahan citra lanjutan
1. Penentuan/ pemilihan area contoh (training area). Area contoh adalah
rangkaian atau kumpulan piksel pada citra yang mewakili kelas penutupan
lahan yang sebelumnya telah diidentifikasi. Piksel-piksel ini menggambarkan
pola yang khas dari kelas potensial sebagai penutupan lahan dan sangat
penting untuk memilih area contoh yang dapat mewakili semua kelas yang
diidentifikasi. Pengambilan contoh dilakukan berdasarkan data yang didapat
dari pemeriksaan lapangan, kemudian dilakukan penentuan dan pemilihan
lokasi area contoh (training area) untuk mengambil informasi statistik tipe-tipe
penutupan lahan. Training area yang dipilih senantiasa memperhatikan
obyek-obyek yang sudah dikenal, juga dari pengetahuan tentang keadaan
lapangan dan kesan warna dari tiap-tiap penutupan lahan pada citra warna
gabungan.
2. Pengecekan lapangan (ground check). Kegiatan ini dilakukan untuk
memperoleh informasi mengenai keadaan/ kondisi lapangan secara nyata
sebagai pelengkap informasi dan pembanding bagi analisis selanjutnya.
3. Klasifikasi terbimbing (supervised classification). Dalam penelitian ini tipe
penutupan lahan diarahkan pada 9 klasifikasi sebagai berikut:
a. Hutan, yang merupakan hutan sekunder
b. Hutan mangrove, yang merupakan hutan mangrove primer dan hutan
mangrove sekunder
c. Kebun campuran, bentang lahan yang ditanami tanaman semusim atau
tahunan dan letaknya terpisah dengan halaman sekitar rumah serta
pemakaiannya tidak berpindah, terdiri dari dua atau lebih jenis tanaman
tahuan yang tumbuh bercampur dalam satu unit pengamatan (bidang/
petak).
d. Pertanian lahan kering (PLK). Letaknya pada topografi yang landai. Jenis
PLK yang ditanam adalah ketela pohon, jagung, dan kacang-kacangan.
e. Semak belukar, merupakan areal yang didominasi oleh rumput-rumputan,
43
semak belukar . yang landai
f. Padang rumput.
g. Tanah terbuka.
h. Badan air: yang terdiri dari danau, sungai dan laut.
i. Kawasan terbangun: yang terdiri dari kawasan terbangun berupa
permukiman, perdagangan dan jasa, perkantoran, dan industri.
4. Evaluasi hasil klasifikasi. Penetapan akurasi dari klasifikasi citra satelit
dilakukan untuk mengevaluasi kualitas peta yang dibuat. Keakuratan
klasifikasi dihitung dengan membagi total jumlah piksel yang diklasifikasi
secara benar pada setiap kelas dengan jumlah contoh yang digunakan.
Akurasi ini ditampilkan melalui penyajian matrik kontingensi, yang lebih sering
disebut matrik kesalahan (confusion matrix). Matrik ini adalah matrik bujur
sangkar yang berfungsi membandingkan antara data lapangan dan
korespondesinya dengan hasil klasifikasi. Ukuran keakuratan hasil klasifikasi
yang digunakan, antara lain adalah nilai akurasi Kappa (Kappa Accuration),
dan overall accuracy.
3.3.2. Tahap Penyusunan Model Dinamika Spasial Penggunaan Lahan
3.3.2.1. Analisis Perubahan Penggunaan Lahan
Analisis penggunan lahan bertujuan untuk mengetahui penyebaran
penggunaan lahan pada tahun 1999, 2000, dan 2010 dan trend perubahan
penggunaan lahan. Pemetaan penggunaan lahan dilakukan melalui interpretasi
citra LANDSAT yang didukung dengan verifikasi lapang sebagaimana dilakukan
di atas. Setelah diperoleh peta penggunaan lahan pada masing masing tahun
dilakukan analisis tren perubahan penggunaan lahan dengan cara analisis
deteksi perubahan lahan dengan matriks transformasi. Teknik analisis perubahan
dapat dilakukan dengan software ERDAS 9.1 dan ArcView 3.3.
3.3.2.2. Menentukan Model Penduga Perubahan Penggunaan Lahan.
Untuk mengetahui model faktor-faktor biofisik dan sosial ekonomi yang
mempengaruhi perubahan penggunaan hutan menjadi bukan hutan (deforestasi)
dan perubahan pertanian lahan kering menjadi pemukiman dilakukan analisis
regresi logistik biner dengan persamaan sebagai berikut:
Logit p = β0+ β1 X1i + β2 X2i+........+ βn Xni +e .............…................(2)
44
Ket: P = Peluang, β0= Konstanta, β1-n = Koefisien, X1-n
Model peluang perubahan penggunaan lahan dianalisis menggunakan perangkat
lunak IDRISI. Evaluasi model dengan menggunakan kriteria ROC (Relative
Operating Characteristics) dan validasi peta menggunakan kriteria kappa
accuracy.
= peubah penduga dan
e = Error
3.3.2.3. Penyusunan Model Perubahan Penggunaan Lahan
Penyusunan model ini bertujuan untuk mendapatkan model spasial
perubahan penggunaan lahan yang berbasis spasial dan bersifat dinamik.
Keluaran dari model ini berupa peta predikasi penggunaan lahan tahun 2020 dan
2030.
Model spatial perubahan penggunaan lahan ideal (masih dianggap baik)
pada penelitian ini hanya didasarkan pada karakteristik fisik lahan, yaitu
kesesuaian secara fisik untuk setiap tipe penggunaan lahan dan kecenderungan
perubahan penggunaan lahannya pada selang waktu tertentu yang dilakukan
dengan metoda Cellular Automata (CA). CA adalah suatu pemodelan berbasis
spatial yang mampu memprediksi kondisi di waktu yang akan datang dari
interaksi lokal antar sel pada grid yang teratur (Hand 2005; Manson 2001),
dimana sel merepresentasikan penggunaan lahan. Adapun perubahan
penggunaan lahan tergantung pada aturan (rule) yang mempertimbangkan
penggunaan lahan tetangganya (Manson 2001). Komponen utama CA adalah
cell (piksel), state, ketetanggaan/neighbourhood dan transition rule/transition
function (Chen et al.,2002). Skenario perubahan penggunaan lahan pada setiap
piksel tergantung pada kesesuaian lahannya, penggunaan lahan periode
sebelumnya dan penggunaan lahan tetangganya. Pengaruh ketetanggaan
artinya perubahan penggunaan lahan pada satu piksel akan dipengaruhi oleh
penggunaan lahan pada piksel tetangganya.
Data base spasial yang tersedia berformat vektor, sedangkan model yang
dijalankan berformat raster. Oleh karena itu dilakukan transformasi data spasial
dari format vektor menjadi raster. Ukuran raster yang dianalsis adalah (30 x 30)
m. Simulasi model dijalankan dengan software Idrisi dengan modul Cellular
Automata Markov (CA-Markov) yang merupakan kombinasi dari modul Markov
Chain dan Multi-Objective Land Allocation (MOLA). Hasil dari modul Markov
Chain berupa Transitional Probability/Area Matrix, sedangkan proses iterasi
45
dilakukan dengan modul MOLA. Perubahan penggunaan lahan didasarkan pada
kesesuaian lahan, penggunaan lahan periode sebelumnya dan penggunaan
lahan tetangganya. Perubahan penggunaan lahan pada piksel pusat 5 x 5.
Metode Markov adalah suatu aplikasi yang digunakan untuk mendeteksi
perubahhan pada waktu yang akan datang yang berdasarkan peluang sebidang
lahan akan berubah dari suatu keadaan ke kedaan yang lain. Baker (1989)
mengatakan bahwa peluang informasi dalam pemodelan perubahan
penggunaan/penutupan lahan berdasarkan Markov Chain.
Markov Chain menjelaskan proses perubahan secara gradual dari suatu
kondisi ke periode berikutnya. Sehubungan dengan penelitian. Kondisi
penggunaan sebelum dan sekarang akan menentukan kondisi penggunaan
lahan pada waktu yang akan datang.
Markov Chain menganalisis dua kualitas penggunaan lahan pada waktu
yang berbeda. Analisis Markov menghasilkan Transitional Probability Matrix dan
Transitional Area Matrix. Transitional Probability Matrix merupakan jumlah kelas
pixel yang akan berubah ke kelas lain atau tetap dalam periode berikuktnya.
Transitional Area Matrix menunjukkan jumlah luas sel yang diharpkan berubah
pada periode berikutnya.
Transitional Probability/Area Matrix (t1-t0
Dalam penelitian ini, digunakan peta penggunaan lahan tahun 1990, 2000
dan 2010, sehingga terdapat dua periode waktu perubahan yaitu periode waktu
pendek (TPM
) yaitu matriks perubahan
penggunaan lahan yang diperoleh dengan cara menumpang-tindihkan peta
penggunaan lahan pada dua titik tahun dengan modul Markov Chains. Kontribusi
dari matriks ini dalam proses simulasi adalah memberikan informasi tentang
variasi perubahan penggunaan lahan dari suatu tipe penggunaan lahan pada
piksel pusat dari filter 5 x 5.
1990-2000 dan TPM2000-2010) dan periode waktu panjang (TPM1990-2010
Peta kesesuaian lahan berfungsi sebagai referensi dalam pengalokasian
suatu penggunaan lahan. Peta ini memiliki dua kelas yaitu sesuai (S) diberi bobot
2 dan tidak sesuai diberi bobot 1. Jumlah peta kesesuaian lahannya sesuai
dengan jumlah tipe penggunaan lahannya.
).
Alur pelaksanaan simulasi perubahan penggunaan lahan pada software
Idrisi 32 ditampilkan pada Gambar 10. Hasil simulasi penggunaan lahan pada
46
tahun 2020 dan 2030 kemudian dilakukan proses overlay dengan peta RTRW
sehingga akan diperoleh besaran luasan penyimpangan RTRW dengan
penggunaan lahan pada Tahun 2020 dan 2030.
3.3.3. Penilaian jasa ekosistem.
Berdasarkan hasil penelitian nilai hutan produksi Indonesia
(Simangunsong, 2003), nilai ekonomi total Taman Nasional Gunung Halimun
(Darusman dan Widada, 2004) dan nilai ekonomi lahan pertanian (Irawan, 2007)
bahwa nilai indikator jasa ekosistem yang memberikan nilai yang tertinggi yaitu
nilai ekonomi penyerapan karbon dan air. Mengingat Pulau Dullah merupakan
kawasan perkotaan pulau kecil yang keterbatasan sumberdaya terutama air dan
memiliki suhu yang tinggi. Oleh karena itu penilaian ekonomi jasa ekosistem
dilakukan terhadap nilai manfaat air dan karbon.
3.3.3.1. Analisis neraca air
Analisis neraca air dalam penelitian ini digunakan neraca air supply -
demand untuk mengetahui hasil air pada kota Tual. Supply dapat diperoleh dari
pendugaan debit sungai dengan memprediksi debit aliran sungai untuk berbagai
skenario atau simulasi perubahan penggunaan lahan dengan menggunakan
bilangan kurva (CN) dan neraca air Thornwaite Method. demand diperoleh dari
kebutuhan air domestik di masyarakat pada wilayah Kota Tual dan kebutuhan air
untuk penggunaan lain seperti, hutan, pertanian lahan kering dan kebun
campuran dengan menggunakan data hasil penelitian Asdak (2007).
Analisis neraca air dilakukan untuk mengetahui keseimbangan
kebutuhan dan ketersediaan air atau neraca supply-demand pada Kota Tual.
Neraca demand air merupakan nilai minimal atau sebagai kendala dalam alokasi
lahan. Apabila terjadi defisit atau neraca supply-demand negatif artinya
kebutuhan air melebihi ketersediaan air (demand > supply), maka harus
dilakukan penataan lahan atau perencanaan penggunaan lahan yang lebih baik
agar dapat memenuhi kebutuhan air domestik sekarang bahkan akan
diprediksikan kebutuhan air untuk beberapa tahun ke depan.
a. Analisis kebutuhan air
Penghitungan kebutuhan air pada Pulau Dullah Kota Tual dilakukan dengan
membagi kebutuhan air atas 4 sektor, yaitu:
1. Kebutuhan air untuk rumahtangga (Qrt)
47
Kebutuhan air untuk rumahtangga diperkirakan dengan rumus:
Qrt = Pt x Un ..........................................................(3)
Dimana Qrt adalah jumlah kebutuhan air penduduk per wilayah studi
(m3/tahun); Pt adalah jumlah penduduk pada tahun yang bersangkutan
(jiwa); dan Un adalah nilai kebutuhan per kapita per tahun
(m3
2. Kebutuhan air untuk perkotaan (Qkt)
/tahun/jiwa) sesuai standar yang digunakan Depkimpraswil (2003).
Kebutuhan air perkotaan adalah kebutuhan air untuk fasilitas kota,
seperti fasilitas komersial, fasilitas kesehatan, fasilitas pendidikan dan
fasilits pendukung kota seperti taman, hidran kebakaran dan
pengelontoran kota (Depkimpraswil, 2003). Besarnya kebutuhan air
untuk sarana perkotaan merupakan persentase dari jumlah kebutuhan
air rumah tangga.
3. Kebutuhan air pertanian (Qptn)
Kebutuhan air pertanian dibagi menjadi tiga bagian, yaitu kebutuhan
untuk irigasi, perikanan, dan peternakan, diperkirakan dengan rumus:
Qptn = Qirg + Qikan + Qternak ..............................(4)
Dimana: Qirigasi = Luas lahan sawah atau palawija (ha) x acuan
kebutuhan air per satuan luas sawah atau palawija per tahun
(m3/ha/tahun); Qperikanan = Luas lahan kolam/tahun (m3/ha/tahun); dan
Qpeternakan = Jumlah ternak (ekor) x acuan kebutuhan air/ jenis
ternak/ekor (m3
4. Kebutuhan air industri (Qind)
/ekor/tahun).
Kebutuhan air industri adalah kebutuhan air untuk proses industri
termasuk bahan baku, kebutuhan air pekerja, industri dan pendukung
kegiatan industri (Depkimpraswil, 2003). Klasifikasi industri diperlukan
untuk menentukan besarnya kebutuhan air industri. Kebutuhan air
industri (Qind) diperkirakan menggunakan rumus:
Qind = (K1 x X1) + (K2 x X2) ............................................(5)
Dimana K1 adalah kebutuhan air untuk proses produksi; X1 adalah
acuan kebutuhan air untuk proses produksi; K2 adalah jumlah karyawan;
dan X2 adalah acuan kebutuhan/sanitasi karyawan.
Perhitungan total kebutuhan air pada Pulau Dullah adalah penjumlahan
kebutuhan air keempat sektor, yaitu:
Qtotal = Qrt + Qkt + Qprt + Qind ................................................(6)
48
b. Analisis suplai air
Siklus hidrologis ini mencakup beberapa komponen atau proses yaitu dari
curah hujan, intersepsi, evaporasi dan transpirasi (evapotranspirasi), aliran
permukaan (surface run off), infiltrasi dan perkolasi, aliran di bawah
permukaan (subsurface storm flow), aliran air tanah (base flow). Sumber air
terutama berasal dari air tanah dan air permukaan. Sumber utama air tanah
adalah infilttasi air hujan. Pendekatan neraca air digunakan untuk mengetahui pengaruh tipe
penggunaan/penutupan lahan. Persamaan neraca air disederhanakan
dengan rumusan sebagai berikut
Qi = Pg – ROi
dimana
…………………………………………………………….(7)
Qi
P = hasil air tipe penutupan/penggunaan lahan ke i
g
RO = curah hujan total (mm/tahun),
i
Analisis aliran permukaan didasarkan atas berbagai penggunaan lahan
karena masing-masing jenis penggunaan lahan mempunyai bilangan kurva
(CN) yang berbeda-beda. Analisis aliran permukaan dilakukan dengan
menggunakan model hubungan hujan limpasan, yaitu metoda SCS (Arsyad,
2010, dengan persamaan sebagai berikut:
= Aliran permukaan pada tipe penutupan/penggunaan lahan ke i (mm/tahun)
……………………………………………………………….(8)
dimana
Ro
P = curah hujan (mm/tahun)
= Jumlah aliran permukaan (mm/tahun)
S = retensi air potensial maksimum (mm/tahun)
Dari persamaan empirik didapatkan bahwa S dapat diduga dengan menggunakan persamaan:
…………………………………..……………………………..(19)
dimana
CN = bilangan kurva (curve number), yang tergantung dari sifat-sifat tanah
dan kondisi hidrologi serta keadaan air sebelumnya. Nilai CN ditentukan
49
berdasarkan lampiran 1 bilangan kurva untuk penggunaan tanah, perlakuan,
dan kondisi hidrologi (Arsyad, 2010).
Valuasi ekonomi air dari penggunaan lahan aktual akan dilakukan pada
penggunaan/ penutupan lahan hutan, kebun campuran, semak belukar dan
areal terbangun/ pemukiman. Pendekatan yang digunakan dalam melakukan
valuasi ini adalah metode manfaat hasil air. Hasil yang dimaksud dalam
penelitian ini adalah jumlah air yang dihasilkan dari tiap jenis penggunaan/
penutupan lahan akan dihitung dengan menggunakan pendekatan hubungan
hujan limpasan. Nilai ekonomi total kehilangan air dari masing-masing jenis
penggunaan lahan akan dihitung dengan menggunakan persamaan:
dimana
NAi HA
= nilai air tipe penutupan/penggunaan lahan (rupiah) R T = Harga/ biaya pengadaan air (Rp/ m3
Q)
i
dikonversi ke m = hasil air tipe penutupan/ penggunaan lahan ke i dalam mm
3.i = 1, 2, 3, …,n.
3.3.3.2. Analisis neraca karbon
a. Analisis penyimpanan karbondioksida
Potensi penyerapan karbon untuk tipe penggunaan lahan hutan sekunder
dan kebun campuran 37,7 ton/ ha, semak belukar dan pertanian lahan kering
19,4 ton/ ha (Lusiana et al., 2004) dan untuk tipe penggunan hutan mangrove
sebesar 176 ton/ ha (Lasco et al., 2000). Besarnya potensi penyimpanan
karbondioksida masing-masing tipe penggunaan lahan merupakan hasil
perkalian potensi karbon per hektar dan luasan masing tipe penggunaan lahan
serta bilangan konversi 44/12 (1 ton CO2
b. Analisis emisi CO
= 44/12 ton C).
2
Pada dasarnya penghitungan emisi gas rumahkaca (GRK) menggunakan rumus
dasar sebagai berikut (Kementerian Lingkungan Hidup, 2009):
antropogenik
Emisi GRK
Dimana:
= ∑ Ai x Efi .............................................................................. (11)
Emisi GRK = Emisi suatu gas rumah kaca (CO2)
50
Ai = Konsumsi bahan jenis i atau jumlah produk i Efi = Faktor emisi dari bahan jenis i atau produk i
• Menurut Goth (2005) diacu dalam Dahlan (2007), jumlah gas yang dapat
dihasilkan dari pernapasan manusia dalam 1 jam adalah sebanyak 39,6 gr
CO2. Analisis emisi CO2
• Perhitungan emisi CO
antropogenik dalam penelitian ini selain bersumber
dari hasil respirasi manusia juga dihitung berdasarkan beberapa sektor
konsumsi energi perkotaan yaitu sektor transportasi, tenaga listrik, dan
sektor domestik.
2 antropogenik dari konsumsi energi transportasi adalah: Jumlah kendaraan x kebutuhan bahan bakar per unit kendaraan x
faktor emisi dari jenis bahan bakar yang digunakan. Emisi CO2 yang
bersumber dari aktifitas transportasi di Pulau Dullah Kota Tual ditentukan
berdasarkan data jumlah dan jenis kendaraan yang umumnya digunakan
oleh masyarakat di Pulau Dullah Kota Tual. Jumlah emisi CO2
• Perhitungan emisi gas CO
dari bahan
bakar solar sebesar 2,68 kg per liter, sedangkan dari bahan bakar premium
adalah 2,31 kg per liter.
2 antropogenik dari konsumsi energi listrik adalah: Koefisien emisi CO2 dari pembangkit listrik (kg/ Kwh) x jumlah penggunaan
energi listrik (Kwh). Dimana koefisien emisi CO2
Jumlah emisi CO
dari pembangkit listrik
dihitung berdasarkan:
2
Produksi listrik yang dihasilkan
yang dihasilkan pembangkit listrik
Perhitungan emisi CO2 yang dihasilkan dari aktifitas tutupan energi listrik
berbeda dengan perhitungan terhadap emisi CO2 yang dihasilkan dari
beberapa aktifitas sebelumnya. Karena konsumsi energi listrik tidak
langsung berkontribusi terhadap emisi CO2, akan tetapi berperan dalam
menghasilkan CO2 di pusat pembangkit listrik yang berbahan bakar fosil.
Emisi CO2 untuk pembangkitan energi listrik dihitung berdasarkan emisi CO2
dari pembakaran energi fosil dengan menggunakan pendekatan IPPC 1996.
Untuk mendapatkan faktor emisi per satuan energi listrik yang digunakan
oleh pengguna energi akhir diperoleh dari data pembakitan energi listrik dan
faktor emisi CO2 yang dihasilkan dari jenis pembangkit listrik yang
digunakan. Pembangkit listrik yang ada di Pulau Dullah Kota Tual
menggunakan bahan bakar jenis solar, dengan faktor emisi CO2 yaitu 2,68
kg per liter. Koefisien emisi CO2 dari produksi listrik adalah 0,7 kg/kwh maka
51
dapat ditentukan nilai emisi CO2
• Perhitungan emisi gas CO
dari aktivitas konsumsi energi listrik yang
dihasilkan oleh pembangkit tersebut
2
Jumlah rumahtangga x kebutuhan bahan bakar per rumahtangga x faktor
emisi jenis bahan bakar yang digunakan
antropogenik dari konsumsi energi listrik adalah:
Sehingga hasil analisis dari jumlah emisi CO2
3.3.4. Tahap pendekatan sistem dalam alokasi lahan
antropogenik merupakan
total dari penjumlahan hasil emisi dari proses respirasi manusia dengan
penggunaan energi dari sektor transportasi, pembangkit listrik, dan domestik.
Sedangkan neraca karbon dihitung dengan cara jumlah potensi penyimpanan
karbon dikurangi jumlah emisi karbon dioksida.
Dalam penelitian ini, sistem perencanaan penggunaan lahan kota tual
berkelanjutan direpresentasikan melalui model yang menggambarkan interaksi di
antara peubah-peubah di dalam model biofisik, dan sosial. Dengan demikian,
perencanaan penggunaan lahan Kota Tual Kepulauan berkelanjutan merupakan
integrasi di antara ketiga model tersebut. Dalam pelaksanaannya pendekatan
sistem perlu memperhatikan tahapan kerja yang sistematis. Prosedur
pendekatan sistem meliputi tahapan-tahapan sebagai berikut: analisis
kebutuhan, perumusan masalah, identifikasi sistem, pemodelan sistem, evaluasi
model dan implementasi (Gambar 9). Berikut ini diuraikan secara bertahap
rancang bangun sistem perencanaan penggunaan lahan Kota Tual
berkelanjutan.
3.3.4.1. Formulasi Permasalahan
Oleh karena jasa ekosistem kota pulau kecil yang terbatas maka
perencanaan pemenfaatan ruang dan pembuatan keputusan membantu
mengidentifikasi pola penggunaan lahan yang optimal sesuai dengan,
ketersediaan dan kebutuhan lahan serta manfaat jasa ekosisitem. Proses
tersebut kompleks, multi dimensi, dinamik dan non linier yang mana melibatkan
multi kriteria, dan multi tujuan. Kompleksitas, dinamik dan non linear satu
pendekatan sistem yang dinamik untuk analisis keputusan dalam suatu kerangka
spasial untuk memudahkan keterlibatan proses pengetahuan, pengalaman dan
justifikasi.
Dengan demikian masalah umum dalam penelitian ini adalah bagaimana
52
merancang model pemanfaatan ruang berkelanjutan berdasarkan manfaat jasa
ekosisitem melalui pendekatan sistem dinamik dan spasial.
3.3.4.2. Konseptualisasi Model
Pada tahap ini terdapat langkah-langkah untuk mengenali sistem (system
identification). Identifikasi sistem bertujuan untuk memberikan gambaran
terhadap sistem yang dikaji dalam bentuk diagram. Diagram yang digunakan
adalah diagram alir sperti terlihat pada Gambar 10 . a. Sub model penduduk
Dalam model sosial terdiri dari komponen jumlah penduduk wilayah
penelitian. Jumlah penduduk diperlakukan sebagai level. Jumlah penduduk
ditentukan oleh pertambahan dan pengurangan jumlah penduduk.
Jumlah tenaga kerja menurut sektor kegiatan yang diusahakan di wilayah
penelitian ditentukan oleh jumlah penduduk wilayah penelitian dengan
Perumusan Masalah
Model Konseptual Pengumpulan data
Spesifikasi Model Kuantitatif
Evaluasi Model
Penggunaan Model
Mulai
Model Perencanaan Pemanfatan Ruang Berbasis Jasa Ekosistem
Selesai
Tidak Tidak
Ya
Gambar 9. Tahapan Pemodelan Perencanaan Pemanfatan Ruang Optimal
53
melihat persentase tenaga kerja dari masing-masing sektor kegiatan dari
kondisi existing. Jumlah tenaga kerja di wilayah penelitian terkait dengan
pendapatan dari model ekonomi.
Jumlah penduduk menurut usia pendidikan yang terdapat di wilayah
penelitian ditentukan dari penduduk menurut struktur umur yang dilihat dari
persentase penduduk. Jumlah penduduk menurut usia pendidikan terkait
dengan kebutuhan ruang fasilitas pendidikan dari model lingkungan biofisik. b. S\ub model neraca air
Sub model neraca air menggambarkan kebutuhan air dan suplai air di pulau
Dullah Kota Tual. Komponen perubahan penggunaan lahan berkaitan
dengan sub model penduduk dan sub model neraca karbon.
c. Sub model neraca karbon
Model ekonomi merupakan model yang berkaitan dengan manfaat jasa
ekosistem dari berbagai penggunaan lahan yang ada. Manfaat jasa
ekosistem yang terdiri dari manfaat penyimpanan karbon dan air. Model
perhitungan manfaat jasa ekosistem sebagaimana sudah dijelaskan
sebelumnya.
3.3.4.3. Evaluasi Model
Tahapan ini merupakan tahapan untuk menilai apakah metode sistem
tersebut merupakan perwakilan yang sah dari realitas yang dikaji dimana dapat
dihasilkan kesimpulan yang meyakinkan. Model mungkin telah mencapai status
valid (absah) walaupun masih menghasilkan kekurangan output. Suatu model
adalah absah dicirikan oleh konsistensinya atau hasilnya tidak bervariasi lagi.
1.3.4.6. Penggunaan model untuk optimasi alokasi lahan
Dalam tahap ini model digunakan untuk menjawab tujuan penelitian yang
telah ditentukan melalui berbagai skenario pemanfaatan ruang/ lahan. Dari
berbagai skenario pemanfaatan ruang ini akan menghasilkan pemanfaatan
ruang/ lahan optimal dan berkelanjutan.
Optimasi bertujuan untuk memperoleh solusi optimal. Metode yang
digunakan dalam optimasi alokasi pemanfaatan ruang Kota Tual Kepulauan
adalah goal seeking methods dari powersim solver analysis tools. Dalam metode
ini, teknik analisis yang dilakukan adalah memaksimumkan tujuan. Tujuan
optimasi adalah untuk menemukan kombinasi berbagai peruntukkan lahan yang
memaksimumkan manfaat ekosistem berdasarkan preferensi berbagai
54
stakeholder. Optimasi dilakukan dengan menetapkan dan mendefinisikan
objective variables, decision variables dan asumi-asumsi/ skenario-skenario yang
digunakan.
Analisis optimasi dilakukan terhadap existing landuse dan dinamiknya serta
data dari hasil penilaian kesesuaian lahan yang telah dilakukan sebelumnya
dengan SIG pada setiap peruntukan lahan. Lahan yang dioptimasi dari hasil
analisis kesesuaian lahan tersebut di atas adalah lahan kelas sesuai. Tujuan
akhir analisis ini adalah mewujudkan kondisi optimal dari pola pemanfaatan
ruang berdasarkan manfaat jasa ekosistem/lingkungan air dan karbon. Variabel Tujuan (Objective Variabel). Analisis optimasi yang dilakukan
bertujuan untuk mendapatkan kombinasi pemanfaatan ruang yang optimal.
Oleh karena itu, variabel tujuan dalam analisis optimasi ini adalah
memaksimumkan manfaat/jasa ekosistem yang terdiri dari penyimpanan karbon
dan air.
Variabel Keputusan. Beberapa peruntukan lahan yang menjadi variabel
keputusan dalam optimalisasi penggunaan lahan ini adalah luas lahan pada
pada masing-masing penggunaan, yaitu: (1) hutan mangrove (2) hutan
lahan kering, (3) pertanian lahan kering (4) kebun campuran, dan (5)
pemukiman Dari kelima jenis penggunaan lahan tersebut di atas, jenis
penggunaan lahan dan hutan mangrove merupakan batasan di dalam model
yang telah ditetapkan luasannya. Penetapan ini didasari oleh hasil analis is
kesesuaian lahan. Permukiman, misalnya, telah diketahui luas lahan yang
dibutuhkan berdasarkan dinamika pertumbuhan penduduk dan kebutuhan
lahan pemukiman. Demikian juga dengan kawasan konservasi mangrove,
telah diketahui luas existingnya, dan harus dipertahankan untuk menjaga
kelestarian dan keseimbangan ekosistem. Namun demikian, tetap
dimasukkan di dalam model sebagai faktor kendala yang luasannya telah
ditetapkan. Asumsi/ Skenario. Asumsi atau skenario yang dipakai dalam penelitian ini
adalah pemberian bobot tertentu pada manfaat jasa ekosistem yang terdiri dari
manfaat penyimpanan karbon dan air. Perumusan Model. Dalam melakukan analisis optimasi penggunaan lahan
terlebih dahulu ditetapkan: (1) aktivitas penggunaan lahan sebagai peubah
pengambilan keputusan, (2) kendala penggunaan lahan, (3) tujuan penggunaan
55
lahan dan (4) skenario atau asumsi yang digunakan dalam model. model
tersebut secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut :
1. Peubah keputusan
X1 : luas lahan untuk hutan X2 : luas lahan untuk pertanian lahan kering X3 : luas lahan untuk kebun campuran X4 : luas lahan area terbangun X6 : luas lahan untuk hutan mangrove
2. Kendala riil
X1+ X2 + X3 + X4 + X4 ≤ LK X2 ≥ XP X4 ≥ XAT TSA≥TDA
4. Fungsi tujuan
Max Z = C1X1 + A1X1+ K1X1 + P2X2 + C2X2 + A2X2 + K2X2 + P3X3 + C3X3 + A3X3 + K3X3 + R3X3 + A4X4
Keterangan: C1 = manfaat karbon di kawasan hutan (Rp/ha) C2 = manfaat karbon di kawasan pertanian lahan kering (Rp/ha) C3 = manfaat karbon di kawasan kebun campuran (Rp/ha) C5 = manfaat karbon di kawasan hutan mangrove (Rp/ha) A1 = manfaat air di kawasan hutan (Rp/ha) A2 = manfaat air di kawasan pertanian lahan kering (Rp/ha) A3 = manfaat air di kawasan kebun campuran (Rp/ha) A4 = manfaat air di kawasan perumahan (Rp/ha) A5 = manfaat air di kawasan hutan mangrove (Rp/ha) XP = Luas kawasan pertanian minimal untuk untuk mencukupi kebutuhan masyarakat XAT = Luas kawasan pemukiman/terbangun minimal untuk kebutuhan penduduk LK = Luas Total Kawasan TDA = Total kebutuhan air untuk semua penduduk TSA = Total suplai air
5. Skenario
Skenario yang dibangun yaitu bobot jasa/manfaat ekosistem sesuai
dengan prioritas pada jasa/manfaat ekosistem tertentu.
56
Gambar 10. Diagram Alir Sub Model Penduduk, Sub Model Neraca Karbon dan
Sub Model Neraca Air
Sub Model Neraca Karbon
Sub Model Penduduk
#
Penduduk
Penduduk Usia SMU
Persen PenddukSMU
Penduduk Usia SD
Persen PendudukSD
Penduduk Usia SLTP
Persen PendudukSLTP
Persen PendudukTK
Penduduk usia TK
Penduduk2Motor
Mobil trukStandar Kebutuhan
BBM Mobil
Standar KebutuhanBBM Motor
Standar KebutuhanBBM Trruk
Total Konsumsi BBMMotorKonsumsi BBM
Motor
Total Konsumsi BBMMobilKonsumsi BBM Mobil
Total Konsumsi BBMTruk
Konsumsi BBM Truk
Total Emisi CO2 Motor
Emisi CO2 Motor
Faktor Emisi Premium Faktor Emisi Solar
Total Emisi CO2 Mobil
Emisi CO2 Mobil
Total Emisi CO2 Truk
Emisi CO2 Truk
Standar Emisi CO2Respirasi
T t l E i i CO2
Total Emisi CO2Transportasi
Emisi CO2Transportasi
Standar KebutuhanKarosene
Konsumsi Karosin
Faktor EmisiKarosene
Total Emisi CO2Domestik
Emisi CO2Domestik
Kebutuhan EnergiListrik
Faktor Emisi CO2Produksi Listrik
Total Emisi CO2 Listrik
Emisi CO2 KonsumsiListrik
Top Related