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