Prediksi Cadangan Karbon Akibat Perubahan Tutupan Lahan di Kabupaten Sleman Tahun 2029

Sayyida Amalia Zahra, Dr. Eng. Ir. Purnama Budi Santosa, S.T., M.App.Sc., IPM.

2025 | Skripsi | TEKNIK GEODESI

Dinamika perubahan tutupan lahan yang pesat di Kabupaten Sleman, didorong oleh pertumbuhan populasi dan urbanisasi, berpotensi menurunkan cadangan karbon secara signifikan. Konversi lahan hijau menjadi lahan terbangun menjadi isu utama yang mengancam keberlanjutan fungsi ekosistem. Penelitian ini berfokus pada pemodelan spasial untuk memprediksi perubahan cadangan karbon pada tahun 2029 sebagai konsekuensi dari tren alih fungsi lahan tersebut. Target proyeksi cadangan karbon ditetapkan untuk tahun 2029 karena merupakan rentang waktu jangka menengah terkait dengan kebijakan pembangunan wilayah dan siklus perubahan lahan.

Penelitian ini menerapkan metode supervised classification dengan algoritma random forest yang diimplementasikan pada platform Google Earth Engine (GEE). Klasifikasi tutupan lahan dilakukan menggunakan random forest classifier, sedangkan prediksi tutupan lahan dilakukan dengan random forest regression. Data citra Sentinel-2 untuk tahun 2017, 2021, dan 2025 digunakan sebagai data utama, di mana citra Level-1C dikoreksi atmosferik menggunakan metode Dark Object Subtraction (DOS). Uji akurasi dilakukan melalui dua pendekatan, yaitu menggunakan matriks konfusi di GEE dan matriks konfusi dari data survei lapangan sebagai ground truth untuk hasil prediksi tahun 2025. Setelah peta tutupan lahan divalidasi, perubahan cadangan karbon dihitung dengan mengalikan perubahan luas setiap kelas tutupan lahan (Ha) dengan nilai konstanta cadangan karbon (Ton C/Ha).

Perubahan tutupan lahan di Kabupaten Sleman selama periode 2017–2025 menunjukkan adanya peningkatan luas permukiman sebesar 831,31 Ha sebagai indikasi tingginya laju urbanisasi serta penyusutan lahan sawah secara drastis sebesar 1.300,70 Ha. Sementara itu, meskipun luas hutan sempat mengalami penurunan pada awal periode, secara kumulatif hingga tahun 2025 tercatat peningkatan seluas 228,37 Ha yang mengindikasikan adanya upaya konservasi atau reforestasi di beberapa wilayah. Dinamika perubahan tersebut berdampak langsung terhadap cadangan karbon, di mana emisi terbesar berasal dari konversi hutan dan sawah menjadi permukiman. Meskipun demikian, masih terjadi sekuestrasi karbon dalam jumlah besar pada periode 2021–2025 sebesar 254.939 Ton C. Prediksi tutupan lahan pada tahun 2029 memperlihatkan tren perubahan yang signifikan ditandai dengan lonjakan luas permukiman sebesar 3.391,22 Ha dan tanah terbuka sebesar 3.915,86 Ha yang diikuti penyusutan kawasan hutan dan sawah masing-masing sebesar 3.839,40 Ha dan 3.467,68 Ha. Kondisi ini diperkirakan akan menyebabkan emisi karbon yang besar pada periode 2025–2029 khususnya akibat konversi hutan menjadi tanah terbuka yang diperkirakan melepaskan karbon sebesar 232.779,33 Ton C.

The rapid dynamics of land cover change in Sleman Regency, driven by population growth and urbanization, have the potential to significantly reduce carbon stock. The conversion of green land cover into built-up land is a major issue that threatens ecosystem sustainability. This study focuses on spatial modeling to predict carbon stock changes in 2029 as a consequence of this land cover conversion trend. The year 2029 was chosen as the projection target because it represents a medium-term period relevant to regional development policies and land cover change cycles.

A supervised classification method using the Random Forest algorithm was applied within the Google Earth Engine (GEE) platform. Land cover classification is performed using a random forest classifier, while land cover prediction is conducted using random forest regression. Sentinel-2 imagery from the years 2017, 2021, and 2025 served as the primary data source, with Level-1C images atmospherically corrected using the Dark Object Subtraction (DOS) method. Accuracy assessment was conducted using confusion matrix in GEE, while the 2025 prediction was validated using ground truth data from field surveys. After land cover maps were validated, changes in carbon stock were calculated by multiplying the change in area (ha) of each land cover class with the corresponding carbon stock constant (Ton C/ha).

Land cover change in Sleman Regency during the 2017–2025 period shows an increase in built-up areas by 831.31 hectares, indicating a high rate of urbanization, and a drastic reduction in rice fields by 1,300.70 hectares. Although forest areas initially declined, by 2025 a cumulative increase of 228.37 hectares was recorded, suggesting efforts in conservation or reforestation in several regions. These dynamics have directly impacted carbon stock, with the largest emissions resulting from the conversion of forests and rice fields into settlements. Nevertheless, substantial carbon sequestration of 254,939 Ton C occurred during 2021–2025. The land cover prediction for 2029 indicates an alarming trend, with a projected increase of 3,391.22 hectares in built-up areas and 3,915.86 hectares in bare land, accompanied by a decrease in forest and rice fields by 3,839.40 and 3,467.68 hectares, respectively. These changes are estimated to generate significant carbon emissions during 2025–2029, particularly due to the conversion of forest into bare land, which is projected to release 232,779.33 Ton C.

Kata Kunci : Prediksi, Klasifikasi, Cadangan Karbon, Random Forest, Sentinel-2