Diferensiasi karbon organik tanah dan seresah, emisi CO2 dan nutrien tanah akibat alih fungsi hutan rawa gambut Kalimantan Barat

Rossie Wiedya Nusantara Alqadrie,

2015 | Disertasi |

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 (?13C); 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 (?13C) 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 ? 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 ?13C 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 ?13C tanah gambut lebih tinggi. Berdasarkan lapisan kematangan gambut, fibrik memiliki kandungan C tanah, C-AH dan C-AF, dan ?13C 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

Kata Kunci :