IV APLIKASI PERMASALAHAN Indonesia merupakan negara tropis yang memiliki kekayaan alam yang sangat besar dengan aneka tipe ekosistem mulai dari pegunungan, hutan kapur, lahan basah, kawasan laut, terumbu karang, serta keanekaragaman satwaliar dan tumbuhan alam yang banyak, di antaranya termasuk ke dalam spesies endemik dan langka. Namun, pertumbuhan penduduk di Indonesia dapat merusak habitat bahkan dapat memusnahkan satwaliar yang dilindungi. Untuk itu, pemerintah Indonesia harus membantu melestarikan keanekaragaman satwaliar dengan cara menetapkan hutan konservasi yaitu kawasan hutan yang memiliki fungsi untuk melestarikan keanekaragaman tumbuhan alam, satwaliar, dan ekosistemnya. Di samping itu, kawasan konservasi juga dapat menghasilkan jasa lingkungan dan objek wisata alam. Hutan konservasi dapat dibagi menurut fungsinya, yaitu kawasan suaka alam, kawasan pelestarian alam, dan taman buru. Kawasan suaka alam adalah kawasan dengan ciri khas tertentu, baik daratan maupun perairan, yang mempunyai fungsi pokok sebagai kawasan pelestarian keanekaragaman tumbuhan, satwa serta ekosistemnya yang juga berfungsi sebagai wilayah sistem penyangga kehidupan. Kawasan suaka alam dibagi 2 yaitu cagar alam dan suaka margasatwa (DJPHKA 2006).
Kawasan pelestarian alam adalah kawasan dengan ciri khas tertentu, baik daratan maupun perairan, yang mempunyai fungsi perlindungan sistem penyangga kehidupan, pelestarian keanekaragaman spesies tumbuhan dan satwa, serta pemanfaatan secara lestari sumber daya alam hayati dan ekosistemnya. Kawasan pelestarian alam dibagi 3, yaitu taman nasional, taman wisata alam, dan taman hutan raya. Taman buru adalah kawasan hutan yang ditetapkan sebagai tempat wisata berburu (DJPHKA 2006). Pada karya tulis ini akan dibahas masalah konektivitas yang terjadi di dalam area atau kawasan konservasi. 4.1 Permasalahan Konektivitas Masalah konektivitas yang dibahas pada karya tulis ini berkaitan dengan pelestarian keanekaragaman satwaliar yang dilindungi oleh hukum pemerintah. Area konservasi pada Gambar 19 merupakan area konservasi yang terletak di Provinsi Jambi (I), Riau (II), dan Sumatera Barat (III). Area konservasi pada Gambar 19, dibagi menjadi beberapa wilayah atau kabupaten. Pembagian berdasarkan kabupaten bertujuan menemukan sekumpulan tempat yang memiliki keanekaragaman satwaliar yang lengkap.
Keterangan 1,2,3,…,9
III
adalah kabupaten di Provinsi Jambi, 10,11,…,14 adalah kabupaten di Provinsi Riau, 15,16,…,20 adalah kabupaten di Provinsi Sumatera Barat, Ibukota Provinsi
II
I
Gambar 19 Peta Kabupaten-kabupaten di Jambi (I), Riau (II), dan Sumatera Barat (III).
11
Data yang diperlukan untuk memecahkan masalah konektivitas di dalam area konservasi ialah i. data penyebaran satwaliar di setiap kabupaten, ii. akses/jalan yang menghubungkan dua kabupaten. Masalah konektivitas yang dibahas pada karya tulis ini adalah memilih beberapa area konservasi pada kabupaten yang terhubung
(adjacent) sehingga semua spesies terwakili di dalam area konservasi yang terpilih. Kabupaten-kabupaten yang dipakai dalam karya ilmiah ini ada 20 kabupaten yang terletak pada 3 provinsi, yaitu Jambi (I), Riau (II), dan Sumatera Barat (III) (Tabel 2), sedangkan spesies satwaliar yang dibahas dalam karya ilmiah ini ada 10 spesies satwaliar (Tabel 3).
Tabel 2 Nama-nama kabupaten beserta 10 spesies satwaliar yang ada di Provinsi Jambi, Riau, dan Sumatera Barat No
Nama Kabupaten
Provinsi
Spesies satwaliar
1
Kerinci
Jambi
rangkong, harimau sumatera, badak sumatera, beruang madu, kucing emas, tapir, elang alap, gajah sumatera.
2
Merangin
Jambi
rangkong, harimau sumatera, badak sumatera, beruang madu, kucing emas, tapir, elang alap, gajah sumatera.
3
Sarolangun
Jambi
harimau siamang.
sumatera,
beruang
madu,
4
Batanghari
Jambi
harimau siamang.
sumatera,
beruang
madu,
5
Muara Jambi
Jambi
harimau sumatera, kancil, tapir.
6
Tanjung Jabung Timur
Jambi
rangkong, harimau sumatera, siamang, kancil.
7
Tanjung Jabung Barat
Jambi
harimau sumatera, kancil, tapir.
8
Bungo
Jambi
rangkong, harimau sumatera, beruang madu, siamang, kancil.
9
Tebo
Jambi
rangkong, siamang, kancil.
10
Kampar
Riau
beruang madu, siamang, kancil, tapir.
11
Kuantan Singingi
Riau
harimau sumatera, siamang, kancil, tapir.
12
Indragiri Hilir
Riau
rangkong, siamang, kancil.
13
Indragiri Hulu
Riau
rangkong, harimau sumatera, siamang, kancil, tapir.
14
Pelalawan
Riau
beruang madu, kancil, tapir.
badak
badak
sumatera,
sumatera,
beruang
madu,
12
Tabel 2 Nama–nama kabupaten beserta 10 spesies satwaliar yang ada di Provinsi Jambi, Riau dan Sumatera Barat (lanjutan) No
Nama Kabupaten
Provinsi
Spesies satwaliar
15
Pesisir Selatan
Sumatera Barat
rangkong, harimau sumatera, badak sumatera, beruang madu, kucing emas, tapir, elang alap, gajah sumatera.
16
Solok
Sumatera Barat
rangkong, harimau sumatera, badak sumatera, beruang madu, kucing emas, tapir, elang alap, gajah sumatera.
17
Sawahlunto
Sumatera Barat
rangkong, harimau sumatera, badak sumatera, beruang madu, kucing emas, tapir, gajah sumatera.
18
Agam
Sumatera Barat
rangkong, harimau sumatera, siamang, tapir.
19
Tanah Datar
Sumatera Barat
harimau sumatera, siamang, kancil.
20
Padang Pariaman
Sumatera Barat
harimau sumatera, beruang madu.
Sumber: [DJPHKA 2007]. Tabel 3 Penyebaran spesies Spesies
Tempat penyebaran spesies
Rangkong Harimau sumatera Badak sumatera Beruang madu Kucing emas Siamang Kancil Tapir Elang alap
1,2,6,8,9,12,13,15,16,17,18 1,2,3,4,5,6,7,8,11,13,15,16,17,18,19,20 1,2,5,7,15,16,17 1,2,3,4,8,10,11,14,15,16,17,20 1,2,15,16,17 3,4,6,8,9,10,11,12,13,18,19 5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,19 1,2,5,7,10,11,13,14,15,16,17,18 1,2,15,16
Gajah sumatera 1,2,15,16,17 Sumber: [DJPHKA 2007].
13
Spesies satwaliar yang dibahas dalam karya ilmiah ini dapat dilihat pada Gambar 20.
(a)
(b)
(e)
(c)
(f)
(d)
(g)
(i)
(h)
(j)
Gambar 20 Satwaliar yang dipilih meliputi (a) rangkong, (b) badak sumatera, (c) kucing emas, (d) tapir, (e) kancil, (f) siamang, (g) elang alap, (h) gajah sumatera, (i) beruang madu, (j) harimau sumatera.
4.2 Penyelesaian Masalah Konektivitas dengan Algoritme Heuristik G 1: 18 39 20
61 95
16 61
15 132
14 108
113
54 19 35
113
10
33 40 30
83 17
11
104
12 59
191
158 165
99
13
73 46
9
8
7
118
6
116
84
50
78
1
97
4
2 69
3
5
116
Gambar 21 Representasi graf dari area konservasi pada Gambar 19.
14
∑x
Graf G1 pada Gambar 21 merupakan representasi graf dari Gambar 19. Representasi graf dilakukan dengan memisalkan area konservasi pada kabupatenkabupaten di provinsi Jambi, Riau, dan Sumatera Barat sebagai simpul-simpul di graf G1, sedangkan akses/jalan dimisalkan sebagai sisi-sisi graf G1 yang menghubungkan dua kabupaten dengan bobot pada sisi graf menyatakan jarak (dalam km) di antara 2 kabupaten. Misalkan simpul i mewakili area pada kabupaten ke-i, dengan i=1,2,..,20.
e)
Minimumkan
∑
20
xi
(P3) dengan kendala 1. Setiap satwaliar paling sedikit berada pada satu kabupaten. a) Rangkong K={1,2,6,8,9,12,13,15,16,17,18} K⊆Vis ∑ xi ≥ 1 , i =1
i∈K
b) Harimau sumatera K={1,2,3,4,5,6,7,8,11,13,15,16,17, 18,19, 20} K⊆Vis ∑ xi ≥ 1 ,
≥1,
K⊆Vis
Kucing emas K={1,2,15,16,17} K⊆Vis ∑ xi ≥ 1 , i∈K
f)
Siamang K={3,4,6,8,9,10,11,12,13,18,19} K⊆Vis ∑ xi ≥ 1 , i∈K
g) Kancil K={5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,19} K⊆Vis ∑ xi ≥ 1 ,
LANGKAH 1 Penentuan Kover dengan Model ILP Misalkan Vis adalah area pada kabupaten i yang dihuni oleh satwaliar s, dengan i=1,2,…,20 dan s adalah satwaliar yang dilindungi, yaitu rangkong, harimau sumatera, badak sumatera, beruang madu, kucing emas, siamang, kancil, tapir, elang alap, dan gajah sumatera. Untuk memformulasikan ILP, misalkan didefinisikan variabel biner xi, yaitu: Jika area konservasi ⎧ ⎪1 ; pada kabupaten i yang dipilih ⎪ xi = ⎨ ⎪0 ; jika area konservasi ⎪⎩ pada kabupaten i yang tidak dipilih i=1,2,..,20. Jadi, formulasi matematika (P3) akan digunakan untuk menyelesaikan masalah konektivitas. Fungsi objektifnya adalah meminimumkan banyaknya area yang dipilih pada beberapa kabupaten.
i
i∈K
i∈K
h) Tapir K={1,2,5,7,10,11,13,14,15,16,17, 18} ∑ xi ≥ 1 , K⊆Vis i∈K
i)
Elang alap K={1,2,15,16} ∑ xi ≥ 1 , K⊆Vis i∈K
j)
Gajah sumatera K={1,2,15,16,17} ∑ xi ≥ 1 , K⊆Vis i∈K
2.
xi ∈{0,1} ; ∀i ∈ Vis
Masalah ILP (P3) selanjutnya diselesaikan dengan LINGO 11.0, dan dihasilkan solusi ILP yaitu: • x2 = 1 dan x19 = 1 • variabel lainnya bernilai 0. dan fungsi objektifnya adalah 2 (Lampiran 3). Hal ini berarti area yang terpilih adalah area pada Kabupaten Merangin dan Kabupaten Tanah Datar. Di kedua tempat tersebut terdapat semua satwaliar yang dilindungi seperti rangkong, harimau sumatera, badak sumatera, beruang madu, kucing emas, Tapir, elang alap, gajah sumatera, siamang, dan kancil. Namun, pada graf G2 (Gambar 22) dapat dilihat bahwa Kabupaten Merangin dan Kabupaten Tanah Datar tidak terhubung. G2:
i∈K
c)
Badak sumatera K={1,2,5,7,15,16,17} K⊆Vis ∑ xi ≥ 1 , i∈K
d) Beruang madu K={1,2,3,4,8,10,11,14,15,16,17, 20}
Gambar
22
Kabupaten Merangin dan Kabupaten Tanah Datar tidak terhubung.
15
LANGKAH 2 Penyambungan komponen kover tidak terhubung Pada LANGKAH 2, dilakukan penyambungan komponen kover tidak terhubung dengan mencari path terpendek dari dua komponen kover tidak terhubung yaitu komponen 2 dan komponen 19. Misalkan diberikan graf G1 pada Gambar 21, kemudian
akan ditentukan path terpendek dari simpul 2 ke simpul yang lainnya di graf G1 beserta jaraknya. Dengan menggunakan algoritme Dijkstra (lihat Lampiran 4) akan diperoleh path terpendek dari simpul 2 ke simpul lainnya di graf G1. Path terpendek dari simpul 2 ke simpul lainnya di graf G1 dapat dilihat pada Gambar 23.
G3:
Gambar 23 Path terpendek dari simpul 2 ke simpul lainnya di graf G1. Dari LANGKAH 2 akan didapat path terpendek dari simpul 2 ke simpul 19, dan path terpendeknya adalah path terpendek Q=2–8–17–19 dengan jarak 276 km. Path terpendek Q dapat digambarkan dengan graf G4 pada Gambar 24. G 4:
diperlukan kover terhubung yang minimum. Selanjutnya, graf G4 akan diperiksa apakah kover Q yang dihasilkan adalah kover terhubung yang minimum. Proses akan dilanjutkan ke LANGKAH 3. LANGKAH 3 Pemangkasan/Penghapusan simpul. Iterasi 1 1) Tentukan simpul yang adjacent dengan 1 simpul di path terpendek Q dengan mencari neighborhood dari simpulsimpul pada path terpendek Q (lihat Gambar 24) yang akan diberikan pada Tabel 4. Tabel 4 Simpul yang adjacent dengan simpulsimpul dari path terpendek Q
Gambar 24 Path terpendek dari simpul 2 ke simpul 19. Graf G4 merupakan graf terhubungkan dan juga kover, sehingga graf G4 merupakan kover terhubung, akan tetapi untuk menyelesaikan masalah konektivitas
Simpul v
Neighborhood (v)
2 8 17 19
8 2 dan 17 8 dan 19 17
16
simpul yang adjacent dengan satu simpul di path terpendek Q yaitu simpul 2 dan simpul 19 (lihat Tabel 4). 2) Pilih dan tandai salah satu simpul yang adjacent dengan satu simpul di path terpendek Q, misalkan simpul 2. 3) Hapus sementara salah satu simpul yang sudah ditandai, misalkan simpul 2 sehingga himpunan simpul yang tersisa V(G4)baru={8, 17, 19}. Periksa himpunan simpul V(G4)baru apakah kover terhubung atau bukan. Setelah diperiksa, V(G4)baru adalah bukan kover (lihat Lampiran 5) karena pada V(G4)baru tidak terdapat satwaliar elang alap. Hal ini berarti simpul 2 tidak dapat dihapus. Jadi, himpunan simpul yang diperoleh tetap V(G4)={2,8,17,19}. Lanjutkan ke Tahap 2. Tahap 2 Iterasi 1 1) Diketahui himpunan simpul dari Tahap 1 adalah V(G4)={2,8,17,19} yang merupakan kover yang terhubungkan. Neighborhood dari simpul-simpul pada V(G4)={2,8,17,19}. yang akan diberikan pada Tabel 5. Tabel 5 Simpul yang adjacent dengan simpul-simpul dari V(G4)={2,8, 17,19}
Iterasi 2 1) Diketahui himpunan simpul dari Tahap 1 adalah V(G4)={2,8,17} yang merupakan kover yang terhubungkan. Neighborhood dari simpul-simpul pada V(G4)={2,8,17,19}. yang akan diberikan pada Tabel 6. Tabel 6 Simpul yang adjacent dengan simpul-simpul dari V(G4)={2, 8,17} Simpul v
Neighborhood (v)
8 17
2 dan 17 8
simpul yang adjacent dengan satu simpul di V(G4) adalah simpul 17. 2) Pilih dan tandai simpul 17. 3) Hapus sementara simpul 17, sehingga V(G4)baru={2,8}. Himpunan V(G4)baru adalah kover karena simpul-simpul di V(G4)baru, terdapat semua satwaliar (lihat Lampiran 7), dan subgraf yang diinduksi oleh {2,8} merupakan graf terhubung (lihat Gambar 25). Oleh karena itu, simpul 17 dapat dihapus. Jadi, himpunan simpulnya berubah V(G4)baru ={2,8}, adalah kover sehingga V(G4)baru terhubung minimum. G5:
Simpul v
Neighborhood (v)
8 17 19
2 dan 17 8 dan 19 17
simpul yang adjacent dengan satu simpul di V(G4) adalah simpul 19. 2) Pilih simpul 19. 3) Hapus sementara simpul 19 dari V(G4) sehingga himpunan simpul V(G4) menjadi V(G4)baru={2,8,17}. Periksa himpunan simpul V(G4)baru={2,8,17} apakah kover terhubungkan atau bukan. Setelah diperiksa ternyata V(G4)baru merupakan kover (lihat Lampiran 6), dan graf yang diinduksi oleh {2,8,17} merupakan graf yang terhubungkan, maka himpunan simpul {2,8,17} merupakan kover terhubungkan. Karena himpunan simpul {2,8,17} merupakan kover terhubungkan, maka simpul 19 dapat dihapus dari V(G4). Jadi, himpunan simpul V(G4)={2,8,17} sehingga path terpendek Q berubah jadi path terpendek Qbaru = 2-8-17
Gambar
25 Graf G5=(V5,E5) dengan simpul-simpulnya adalah kover terhubung yang minimum.
Area konservasi yang dipilih dari algoritme heuristik adalah area yang berada di Kabupaten Merangin dan Kabupaten Bungo dengan jarak 78 km. Hal ini dikarenakan satwaliar yang dilindungi seperti elang alap, kancil, kucing emas, beruang madu, rangkong, siamang, badak sumatera, gajah sumatera, harimau sumatera, tapir tersebar di area konservasi yang berada pada Kabupaten Merangin dan Bungo. Hal ini berarti area konservasi pada Kabupaten Merangin dan Kabupaten Bungo memiliki keanekaragaman satwanya tinggi, sehingga area konservasi di Kabupaten Merangin dan Kabupaten Bungo
17
akan dijadikan sebagai zona inti, sedangkan area konservasi yang berada di Kabupaten Kerinci, Sarolangun, Batanghari, Muara Jambi, Tanjung Jabung Timur, Tanjung Jabung Barat, Tebo, Kampar, Kuantan Singingi, Indragiri Hilir, Indragiri Hulu, Pelalawan, Pesisir Selatan, Solok, Sawahlunto, Agam, Tanah Datar, Padang Pariaman dapat dijadikan zona rimba. Area konservasi pada Kabupaten Merangin dan Bungo hanya dikelola oleh pemerintah. Kegiatan pokok di Kabupaten Merangin dan Bungo adalah memonitoring sumber daya alam hayati, dan ekosistemnya untuk kepentingan penelitian, pendidikan, dan ilmu pengetahuan, pembangunan sarana dan prasarana terbatas untuk sarana dan prasarana yang dibutuhkan untuk monitoring sumber daya hayati dan ekosistemnya (menara pengintai satwa, peralatan navigasi, dan lainlain), dan kegiatan lainnya tidak boleh melakukan kegiatan yang bersifat mengubah bentang alam (kegiatan penambangan,
penebangan kayu, pertanian, dan lain sebagainya) (DPHKA 2006). Di Kabupaten Merangin dan Bungo, kegiatan lain yang dilakukan adalah kegiatan perlindungan dan pengamanan yang dilakukan sangat ketat terhadap sumber daya hayati dan ekosistemnya dari gangguan yang bisa merusak habitat satwaliar, dan punahnya satwaliar yang dilindungi. Area konservasi pada Kabupaten Kerinci, Sarolangun, Batanghari, Muara Jambi, Tanjung Jabung Timur, Tanjung Jabung Barat, Tebo, Kampar, Kuantan Singingi, Indragiri Hilir, Indragiri Hulu, Pelalawan, Pesisir Selatan, Solok, Sawahlunto, Agam, Tanah Datar, Padang Pariaman dikelola oleh pemerintah juga masyarakat adat dan masyarakat sekitar. Kegiatan pokok yang dilakukan adalah penelitian, pendidikan, ilmu pengetahuan, wisata terbatas, dan kegiatan yang menunjang budidaya (penangkaran satwa yang berasal pada area konservasi tersebut).
V SIMPULAN DAN SARAN 5.1 Simpulan Pada karya ilmiah ini dibahas penyelesaian masalah konektivitas di dalam area konservasi dengan algoritme heuristik. Masalah konektivitas yang diselesaikan dengan algoritme heuristik terdiri atas tiga langkah yaitu penentuan kover, penyambungan kover tak terhubungkan, dan pemangkasan. Hasil yang diperoleh dari algoritme heuristik berupa kover terhubung minimum meliputi sekumpulan tempat yang terhubung dan semua spesiesnya terdapat pada tempat-tempat yang dipilih, serta banyaknya tempat yang dipilih haruslah minimum. Hasil dari penyelesaian masalah konektivitas di 20 kabupaten di provinsi Jambi, Riau, dan Sumatera Barat dengan 10 satwaliar yang dilindungi adalah Kabupaten Merangin dan Kabupaten Bungo. Area konservasi yang terletak di Kabupaten
Merangin dan Kabupaten Bungo akan dijadikan zona inti, sedangkan Kabupaten Kerinci, Sarolangun, Batanghari, Muara Jambi, Tanjung Jabung Timur, Tanjung Jabung Barat, Tebo, Kampar, Kuantan Singingi, Indragiri Hilir, Indragiri Hulu, Pelalawan, Pesisir Selatan, Solok, Sawahlunto, Agam, Tanah Datar, dan Padang Pariaman dijadikan zona rimba. 5.2 Saran Jika ada yang ingin mendalami karya ilmiah ini disarankan untuk menyelesaikan masalah konektivitas menggunakan metode integer cutting algorithm yang didasari oleh polyhedral combinatoric, karena metode ini menghasilkan solusi optimal dan dapat menyelesaikan masalah konektivitas dengan jumlah tempat dan spesies yang banyak.
