Laporkan Masalah

DIFERENSIASI KARBON ORGANIK TANAH DAN SERESAH, EMISI CO2 DAN NUTRIEN TANAH AKIBAT ALIH FUNGSI HUTAN RAWA GAMBUT KALIMANTAN BARAT

ROSSIE WIEDYA NUSANTARA ALQADRIE, Prof. Dr. Sudarmadji, M.Eng.Sc. ; Dr. Tjut Sugandawaty Djohan, M.Sc. ; Dr. Eko Haryono, M.Si.

2015 | Disertasi | S3 Ilmu Lingkungan

Tropical peat swamp forest is an ecosystem sequesteration and sink of carbon (C). Perturbation of the peat swamp forests, especially with drainage, can threaten the existence of the natural ecosystems and can turn it into a source of CO2 emissions. Drainage as a controlling factor in anaerobic to aerobic conditions change that can accelerate the process of decomposition and mineralization of soil organic matter due to a decrease in water-table depth (WTD). Location research on peatland Kubu Raya, West Kalimantan Province , the peat forests, include (i) primary peat swamp forest (HP); (ii) secondary peat forests (HS); (iii) bush (SB), and farmland, including (iv) palm oil plantations (KS); (v) the cornfield (KJ). In this study questioned how the effects of changes in land cover and drainage of the physical characteristics of the land, nutrients and soil C content of peat topsoil, the content of C, isotope C stable (δ13C), nutrient litter and biomass and soil CO2 emissions. This study aims to reveal the changes in (i) physical characteristics of the land which includesWTD, peat depth, maturity profile and thickness of the peat layer, thick surface litter and soil temperature; (ii) nutrient and soil C content of peat topsoil covering NO3 -, NH4 +, available P, exchangeable potassium (K-dd), cation exchange capacity (KPK), C/N ratio, ash content; (iii) the content of C, C-humic acid (C-AH) and C-fulvic acid (C-AF), C stable isotope (δ13C) based on the maturity of peat; (iv) nutrient litter and vegetation biomass; (v) CO2 emissions peat soil. Hypotheses were constructed, including (i) the WTD drive the physical characteristics of peat. The WTD of agricultural peatlands deeper than in forest areas. This is because the causes of land exposed drainage and decrease of WTD; (ii) soil organic C associated with soil nutrients. Levels of nutrients and organic C in the peat swamp forests of primary and secondary forests is greater than the shrubs, palm oil and cornfield, while δ13C peat swamp forests of primary and secondary forest is lower than the bush, palm oil and cornfield; (iv) litter nutrients and biomass in various types of land affected by organic matter decomposition process, one of which is very controlled by WTD. In the forest area has relatively shallow WTD so that the slower rate of decomposition and nutrient mineralization lower the ratio of C/N and C/P is higher; (v) WTD control CO2 emissions. WTD in agricultural deeper so the soil CO2 emissions higher than in forest areas. Location studies on land HP, HS, SB, KS and KJ in peatlands Kubu Raya, West Kalimantan. Research methods include measurement of (i) WTD, peat depth and peat maturity profile and thickness of the layer of litter on the detritus; (ii) soil CO2 emissions at two time measurements (dry and rainy season); measurement and analysis in the laboratory, including (iii) samples of peat soil nutrient topsoil; (iv) the content of C, CAH and C-AF and δ13C maturity of peat; (v) nutrient and C content of litter and biomass. The number of layers of peat soil samples if, litter and biomass, and emissions by 25 samples, whereas peat soil samples to maturity (fibric, hemik and sapric) in as many as 68 samples profile. Results of the study revealed that there is a land drainage on HP so it changes the function as peatlands control, especially for parameters WTD and soil CO2 emissions. Instead land HS and SB serves as a control on the same parameters. Changes in land cover and drainage of peatlands cause changes in (i) physical characteristics of the land, namely the peat forest (HP and HS) has WTD is shallow, the deeper recesses of peat soil and litter thicker surface, variations in maturity peat with depth of thinner layer relative vii maturity and soil temperatures lower than bush (SB) and agriculture (KS and KJ); (ii) NO3 -, NH4 +, available P, K-dd, KPK, organic C, C / N ratio, ash and soil C content of topsoil in the forest peat moss (HP and HS) tend to be higher than the land agriculture and shrubs (KS, KJ and SB). Instead pH, ash content and C / N ratio, agricultural land tends to be higher than in forest areas, (iii) soil C content and C-AH and C-AF on HP higher land while KS has an average δ13C peat soil high. Based on the maturity of the peat layer, fibric soil contains C, C-AH and C-AF, and δ13C higher than sapric and hemik; (iv) total-N, available P2O5, exchangeable K, C-organic and peat soil C content showed the highest tendency to forest areas and lowest in agricultural land, contrary to the P-total; (v) peat soil CO2 emission highest and lowest at the two measurement times in succession on land types KJ and SB as well as on land type KS and SB. Peat soil temperature highs and lows at the two measurement times in a row is the land type SB and HP, and on the type of KS and KJ land. Damage largest tropical peatland drainage occurs through the long, wide and deep. This situation can cause the container growing in the WTD is causing changes in natural ecosystems from anaerobic to aerobic conditions. This situation triggers biological oxidation and decomposition or mineralization of organic deposits and soil CO2 emissions, compaction of peat land, land subsidence and loss of organic matter and nutrient soils.

Hutan rawa gambut tropika merupakan ekosistem penyerap (sequester) dan pemendam (sink) karbon (C). Usikan terhadap hutan rawa gambut, khususnya dengan pembuatan drainase, dapat mengancam keberadaan ekosistem alami tersebut dan dapat mengubahnya menjadi sumber (source) emisi CO2. Drainase sebagai faktor pengendali dalam perubahan kondisi anaerobik menjadi aerobik yang dapat mempercepat proses dekomposisi dan mineralisasi bahan organik tanah karena penurunan jeluk muka air tanah gambut. Lokasi penelitian di lahan gambut Kubu Raya, Propinsi Kalimantan Barat (Kalbar), pada hutan gambut antara lain (i) hutan rawa gambut primer (HP); (ii) hutan gambut sekunder (HS); (iii) semak belukar bekas pembalakan hutan (SB), dan lahan pertanian antara lain (iv) kebun sawit (KS); (v) kebun jagung (KJ). Hal yang dipertanyakan dalam penelitian antara lain bagaimana pengaruh perubahan tutupan lahan dan sifat drainasenya terhadap karakteristik fisik lahan seperti jeluk muka air tanah, jeluk dan sebaran serta kematangan gambut, tebal seresah permukaan dan suhu tanah; nutrien dan kadar C tanah dalam lapisan olah lahan gambut seperti NO3 - , NH4 +, P2O5 tersedia, kalium dapat dipertukarkan (K-dd), kapasitas pertukaran kation (KPK), rasio C/N, kadar abu; kadar C, C-asam humat (C-AH) dan C-asam fulvat (C-AF), isotop C stabil (δ13C); nutrien seresah dan biomasa seperti kadar C, N-total, P-total, rasio C/N, kadar abu seresah dan biomasa; emisi CO2 tanah. Penelitian ini bertujuan untuk mengungkapkan perubahan karakteristik fisik lahan, nutrien dan kadar C tanah dalam lapisan olah lahan gambut, kadar C, C-asam humat (C-AH) dan C-asam fulvat (C-AF), isotop C stabil (δ13C) kematangan gambut, nutrien seresah dan biomasa vegetasi dan emisi CO2 tanah gambut. Hipotesis yang dikontruksi, meliputi (i) jeluk muka air tanah (water-table depth) mengendalikan karakteristik fisik lahan gambut. Jeluk muka air tanah lahan gambut pertanian lebih dalam dibandingkan pada kawasan hutan. Hal ini karena drainase menyebabkan lahan terekspos dan jeluk muka air tanah menurun; (ii) C-organik tanah berhubungan dengan nutrien tanah. Kadar nutrien dan C-organik serta kandungan C tanah lebih rendah di lahan pertanian dibandingkan kawasan hutan; (iii) kadar C tanah dan C-AH dan C-AF di hutan rawa gambut primer dan hutan sekunder lebih besar dibanding dengan semak belukar, kebun sawit dan kebun jagung, sedangkan δ 13C hutan rawa gambut pri-mer dan hutan sekunder lebih rendah dibandingkan dengan semak belukar, kebun sawit dan kebun jagung; (iv) nutrien seresah dan biomasa di berbagai tipe lahan dipengaruhi oleh proses dekomposisi bahan organiknya yang salah satunya sangat dikendalikan oleh jeluk muka air tanah gambut. Pada kawasan hutan relatif memiliki jeluk muka air tanah dangkal sehingga laju dekomposisi lebih lambat dan mineralisasi nutrien rendah dengan rasio C/N dan C/P lebih tinggi; (v) jeluk muka air tanah mengendalikan emisi CO2 tanah gambut. Jeluk muka air tanah lahan gambut pertanian lebih dalam sehingga emisi CO2 tanah lebih tinggi dibandingkan pada kawasan hutan. Lokasi kajian pada lahan HP, HS, SB, KS dan KJ di lahan gambut Kubu Raya, Kalbar. Metode penelitian meliputi pengukuran (i) jeluk muka air tanah, jeluk dan sebaran serta kematangan gambut dan ketebalan seresah atas permukaan (detritus); (ii) emisi CO2 tanah pada dua waktu pengukuran (musim kemarau dan hujan); pengukuran dan analisis di laboratorium, meliputi (iii) nutrien sampel tanah dalam lapisan olah lahan gambut; (iv) kandungan C, C-AH dan C-AF dan δ13C kematangan gambut; (v) nutrien dan kandungan C seresah dan biomasa. Jumlah sampel tanah gambut lapisan olah, seresah ix dan biomasa, dan emisi sebanyak 25 sampel, sedangkan sampel tanah untuk kematangan gambut (fibrik, hemik dan saprik) dalam profil sebanyak 68 sampel. Hasil penelitian mengungkapkan bahwa terdapat drainase pada lahan HP sehingga merubah fungsinya sebagai lahan gambut kontrol, terutama untuk parameter jeluk muka air tanah dan emisi CO2 tanah. Sebaliknya lahan HS dan SB berfungsi sebagai kontrol pada parameter yang sama. perubahan tutupan lahan dan drainase pada lahan gambut menyebabkan perubahan-perubahan (i) karakteristik fisik lahan, yaitu pada hutan gambut (HP dan HS) memiliki jeluk muka air tanah lebih dangkal, jeluk tanah gambut lebih dalam dan seresah permukaan lebih tebal, variasi kematangan gambut dengan jeluk lapisan kematangan relatif lebih tipis dan suhu tanah lebih rendah daripada semak (SB) dan lahan pertanian (KS dan KJ); (ii) NO3 - , NH4 +, P2O5 tersedia, K-dd, KPK, C-organik, rasio C/N, kadar abu dan kandungan C tanah dalam lapisan olah pada hutan gambut (HP dan HS) cenderung lebih tinggi daripada lahan pertanian dan semak (KS, KJ dan SB). Sebaliknya pH, kadar abu dan rasio C/N, lahan pertanian cenderung lebih tinggi dari pada kawasan hutan, (iii) kandungan C tanah dan C-AH dan C-AF pada lahan HP lebih tinggi sedangkan KS memiliki rata-rata δ13C tanah gambut lebih tinggi. Berdasarkan lapisan kematangan gambut, fibrik memiliki kandungan C tanah, C-AH dan C-AF, dan δ13C lebih tinggi daripada saprik dan hemik; (iv) N-total, P-tersedia, K-dd, C-organik dan kandungan C tanah tanah gambut menunjukkan kecenderungan tertinggi pada kawasan hutan dan terendah di lahan pertanian, sebaliknya untuk P-total; (v) emisi CO2 tanah gambut tertinggi dan terendah pada dua waktu pengukuran tersebut berturut-turut pada tipe lahan KJ dan SB serta pada tipe lahan KS dan SB. Suhu tanah gambut tertinggi dan terendah pada dua waktu pengukuran tersebut berturut-turut adalah pada tipe lahan SB dan HP, dan pada tipe lahan KS dan KJ. Kerusakan lahan gambut tropika terbesar terjadi melalui drainase panjang, lebar dan dalam. Keadaan ini dapat menyebabkan jeluk muka air tanah semakin dalam yang menyebabkan perubahan ekosistem alami dari kondisi anaerobik menjadi aerobik. Keadaan ini memicu oksidasi biologis dan dekomposisi atau mineralisasi deposit-deposit organik dan emisi CO2 tanah, pemadatan (compaction) tanah gambut, penurunan permukaan tanah (subsidence) dan hilangnya bahan organik dan nutrien tanah gambut. Alih fungsi hutan rawa gambut diawali dengan pembuatan drainase menyebabkan jeluk muka air tanah dalam. Kegiatan lainnya berupa penebangan dan pembakaran vegetasi, pengolahan lahan dan pemupukan tanah. Variabel tersebut baik secara tunggal maupun bersama variabel lainnya menyebabkan perubahan-perubahan dalam aspek kesuburan (nutrien) tanah dan ekosistem gambut (lingkungan).

Kata Kunci : penyerap-pemendam karbon, sumber emisi CO2, alih fungsi hutan rawa gambut, drainase, jeluk muka air tanah, kondisi anaerobik-aerobik


    Tidak tersedia file untuk ditampilkan ke publik.