KEEFEKTIFAN DAN TOLERANSI JENIS TANAMAN JALUR HIJAU JALAN DALAM MEREDUKSI PENCEMAR NO2 AKIBAT AKTIVITAS TRANSPORTASI
SULISTIJORINI
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul „Keefektifan dan Toleransi Jenis Tanaman Jalur Hijau Jalan dalam Mereduksi Pencemar NO2 akibat Aktivitas Transportasi‟ adalah karya saya sendiri dengan arahan komisi pembimbing belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi di manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka dalam disertasi ini.
Bogor, Februari 2009 Sulistijorini P 062030011
ABSTRACT SULISTIJORINI. Effectiveness and Tolerance of Greenbelt Plants to Reduce NO2 Pollutant from Transportation Activities, supervised by ZAINAL ALIM MAS‟UD, NIZAR NASRULLAH, AHMAD BEY, SOEKISMAN TJITROSEMITO Transportation is an important source of anthropogenic air pollutants including carbon monoxide (CO), nitrogen dioxide (NO2), and sulfur dioxide (SO2). Vegetation has long been known to have the ability to absorb these pollutants through gas exchange processes. A number of works to investigate plant capability in absorbing NO2 have been reported in several literatures; however, information on plants tolerance to NO2 is very limited. The objectives of this study attempt to infer the effectiveness and tolerance of specified local plants in reducing NO2 through a sequence of laboratory and field experiments, which is primarily to investigate NO2 based nitrogen, and explore distributional patterns of NO2 in specified plants. Plant species are chosen from a variety of greenbelt trees and through the analysis of total ascorbate which suggest the selection of eight greenbelt trees species. They are Pterocarpus indicus, Lagerstroemia speciosa, Casuarina sumatrana, Delonix regia, Gmelina arborea, Cinnamomum burmanii, Swietenia macrophylla, and Mimusops elengi. The capability of plants to absorb and the translocation NO2 are analyzed from experiment using labeled nitrogen (15NO2). Fields experimental data are collected from a highly polluted location around midway of Jagorawi highway and a relatively unpolluted area of Sindangbarang field station. Relative growth rate and physiological parameters recorded include height, leaf area, total ascorbate, total chlorophyll, leaf-extract pH, and relative water content. Relative growth rate is calculated from measurements of plant heights and leaf areas, while plant physiological data are presented as APTI (Air Pollutant Tolerance Index). Tolerance of plant species is calculated based on the relative growth rate obtained previously. Distributional patterns of NO2 and plants capability in absorbing NO2 are derived from measurements of NO2 concentrations in both the uncovered and covered locations. This study reveals that the capability of plants to absorb NO2 is not affected by density of stomata. The nitrogen distribution derived from NO2 depends on the nitrogen status of the plants at the time of exposures. Based on the relative growth rate, L. speciosa was categorized as tolerant, P. indicus, D. regia, and S. macrophylla as intermediate tolerant, while G. arborea, C. burmanii, and M. elengi as not tolerant. Daily distributional pattern of NO2 are different and highly affected by the distance from source of emission and height above ground level. The reduction of NO2 concentration in the ambient air is shown to be significantly affected by the distance of its source and the density of vegetation. Key words: Transportation, NO2, tolerance of greenbelt plants, relative growth rate, air pollution tolerance index
RINGKASAN SULISTIJORINI. Keefektifan dan Toleransi Jenis Tanaman Jalur Hijau Jalan dalam Mereduksi Pencemar NO2 akibat Aktivitas Transportasi, dibimbing oleh ZAINAL ALIM MAS‟UD, NIZAR NASRULLAH, AHMAD BEY, SOEKISMAN TJITROSEMITO. Pencemaran udara di Indonesia, terutama di kota-kota besar disebabkan oleh gas buang kendaraan bermotor (60-70%), industri (10-15%), dan sisanya berasal dari rumah tangga, pembakaran sampah, kebakaran hutan, dan lain-lain. Aktivitas transportasi menghasilkan beberapa bahan pencemar, di antaranya adalah karbonmonoksida (CO), nitrogen dioksida (NO2), sulfur dioksida (SO2), dan debu. Beberapa cara yang digunakan untuk mengurangi pencemaran udara adalah menerapkan peraturan baku mutu emisi kendaraan bermotor; mengurangi emisi gas-gas pencemar langsung pada sumbernya melalui perbaikan secara teknis ataupun penggunaan bahan yang lebih ramah terhadap lingkungan; serta pengadaan ruang terbuka hijau berupa taman, jalur hijau, kebun, pekarangan, atau hutan kota. Vegetasi dapat menyerap pencemar udara melalui stomata. Penelitian mengenai kemampuan tanaman menyerap NO2 sudah banyak dilakukan tetapi data penelitian toleransi tanaman terhadap pencemar udara masih terbatas. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi NO2 udara ambien di daerah dengan aktivitas transportasi tinggi relatif lebih tinggi dibandingkan daerah lainnya. Konsentrasi NO2 yang tinggi dapat menyebar ke wilayah sekitarnya melalui proses difusi ataupun perantaraan angin. Dengan demikian dapat diperkirakan bahwa dampak negatif dari konsentrasi NO2 yang tinggi tidak hanya terjadi pada daerah yang berdekatan dengan sumber emisi tetapi dapat juga terjadi pada jarak yang lebih jauh. Di Indonesia, belum pernah dilaporkan adanya kasus yang disebabkan oleh pencemar NO2, namun penelitian di Eropa maupun Amerika mengenai dampak gas NO2 terhadap kesehatan manusia sudah banyak dipublikasikan. Penelitian ini bertujuan: pertama, mengkaji kemampuan tanaman menyerap NO2 dan mengetahui distribusi nitrogen yang berasal dari NO2 ke bagian tanaman; ke dua, mengkaji keefektifan tanaman dalam mengurangi pencemar NO 2; ke tiga, mengkaji toleransi tanaman terhadap pencemar udara akibat aktivitas transportasi. Jenis tanaman yang digunakan dalam penelitian diseleksi berdasarkan survey tanaman tepi jalan dan analisis kandungan asam askorbat. Jenis terpilih adalah Pterocarpus indicus, Lagerstroemia speciosa, Casuarina sumatrana, Delonix regia, Gmelina arborea, Cinnamomum burmanii, Swietenia macrophylla, dan Mimusops elengi. Kemampuan serapan NO2 dan distribusi nitrogen yang berasal dari NO2 dianalisis berdasarkan percobaan terkontrol dan semilapang dengan menggunakan nitrogen berlabel (15NO2). Toleransi tanaman terhadap pencemar udara dilakukan dengan menempatkan tanaman pada lokasi terpolusi (median jalan tol Jagorawi) dan tidak terpolusi (kebun Sindangbarang) selama 14 minggu. Parameter pertumbuhan yang diukur adalah tinggi tanaman, jumlah daun, dan luas daun. Pertumbuhan relatif (relative growth rate/ RGR) dihitung berdasarkan pertambahan tinggi tanaman dan pertambahan luas daun. Parameterparemeter fisiologi yang diukur adalah asam askorbat total, klorofil total, pH ekstrak daun, dan kadar air daun. Keempat parameter fisiologi tersebut selanjutnya
dihitung berdasarkan air tolerance pollution index (APTI; Singh, et al. 1991), dan dibandingkan dengan tabel kriteria sensitivitas dan toleransi. Toleransi jenis tanaman terhadap pencemar udara akibat aktivitas transportasi diukur berdasarkan RGR dan dibandingkan dengan criteria toleransi berdasarkan formulasi APTI. Pola sebaran NO2 dan kemampuan vegetasi mengurangi konsentrasi pencemar NO2 dilakukan dengan membandingkan konsentrasi gas NO2 udara ambien di tempat terbuka dan bervegetasi. Tanaman yang mampu menyerap NO2 tertinggi adalah D. regia (6.03 μg 15N dm-2 daun), dikuti oleh M. elengi (4.11 μg 15N dm-2), P. indicus ( 2.92 μg 15N dm-2), C. burmanii (2.49 μg 15N dm-2), S. macrophylla (2.26 μg15N dm-2), L. speciosa (2.13μg dm-2) dan G. arborea (1.95 μg 5N dm-2 daun) dan C. sumatrana (1.12 μg 15 N dm-2). Uji korelasi Pearson antara kerapatan stomata dan kemampuan serapan 15N tidak menunjukkan adanya korelasi yang nyata. Uji korelasi antara kerapatan stomata dan serapan 15N per gram dan 15N per dm2 daun menghasilkan nilai r masing-masing menghasilkan sebesar -0.31 dan -0.53. Hasil ini menunjukkan bahwa kerapatan stomata tidak mempengaruhi kemampuan tanaman menyerap gas NO2. Beberapa literatur menyatakan bahwa pencemar NO2 dapat menyebabkan kerusakan pada tanaman jika terdapat dalam konsentrasi yang tinggi (sementara dalam konsentrasi rendah sering tidak menimbulkan gejala kerusakan. Selanjutnya dikatakan bahwa NO2 yang diserap tanaman diasimilasi dan dimanfaatkan tanaman. Pada penelitian ini, penelusuran dengan menggunakan N berlabel (15N) menunjukkan sebagian besar 15N tetap berada di daun (85.76-96.90%, p = 0.0009). Distribusi 15N ke bagian batang tidak berbeda nyata antar jenis tanaman, berkisar antara (1.23-2.21%) (p = 0.67) dan ke bagian akar sebesar (1.79-12.09%) (p = 0.0001). Hasil ini menunjukkan bahwa sebagian besar 15NO2 yang diserap daun tetap berada dalam jaringan daun, hanya sebagian kecil yang ditranlokasikan ke batang dan akar. Distribusi 15N tercepat dihasilkan pada C. burmanii dengan rasio 15 N pada daun dan akar sebesar 18.1: 1, dan terendah dihasilkan pada C. sumatrana sebesar 50.9: 1. Distribusi 15N yang lebih cepat diduga karena ketersediaan nitrogen di akar yang relatif rendah. Hasil pengukuran beberapa parameter kualitas udara menunjukkan konsentrasi bahan-bahan pencemar udara di Jagorawi lebih tinggi dibandingkan dengan di Sindangbarang. Rata-rata kepadatan kendaraan adalah 2940 kendaraan/jam. Konsentrasi gas NO2 di Jagorawi (16.21 μg m-3) empat kali lebih besar daripada di Sindangbarang (4.29 μg m-3). Gas SO2 di Jagorawi (10.07 μg m3 ) 167 kali lebih besar daripada di Sindangbarang (0.06 μg m-3). Konsentrasi debu di Jagorawi (96.05 μg m-3) tiga kali lebih besar daripada di Sindangbarang (33.31 μg m-3). Konsentrasi gas CO di Jagorawi (5271.29 μg m-3), sementara di Sindangbarang tidak terdeteksi. Gas CO dihasilkan dari proses pembakaran yang tidak sempurna dan menjadi ciri aktivitas kendaraan bermotor. Konsentrasi ozon di Jagorawi (0.06 μg m-3) dua kali lebih besar daripada di Sindangbarang (0.03 μg m-3). Timbal (Pb) hanya ditemukan di Jagorawi sebesar 0.02 ppm. Suhu dan kelembaban udara pada saat pengukuran kualitas udara di Jagorawi dan Sindang barang relatif sama, secara berurutan masing-masing sebesar 33.0 – 34.4 dan 30.5 – 36.1C serta 49.0 – 56.0 dan 49.0 – 56.0%.
Pertumbuhan tanaman dapat menjadi indikator toleransi tanaman terhadap bahan pencemar. Pertumbuhan relatif berdasarkan pertambahan luas daun (RGR) yang berbeda antar jenis tanaman menunjukkan terdapat perbedaan respon tiap jenis tanaman terhadap pencemar udara. Secara umum kurva RGR dari 7 jenis tanaman tepi jalan dalam kondisi terpolusi berada di bawah RGR kontrol kecuali L. speciosa dan S. macrophylla. Semua kurva RGR dari 7 jenis tanaman menunjukkan penurunan mulai minggu ke-12 hingga ke-14. Menurut Singh, et al. (1991) nilai APTI dapat menggambarkan toleransi tanaman terhadap pencemar udara. Kelemahan nilai APTI adalah tidak menggambarkan kondisi pertumbuhan tanaman, sehingga perlu ditambahkan kriteria toleransi berdasarkan RGR. Berdasarkan nilai RGR dan APTI, L. speciosa termasuk jenis toleran; P. indicus, D. regia, dan S. macrophylla, termasuk jenis toleransi sedang; G. arborea, C. burmanii, dan M elengi termasuk jenis tidak toleran terhadap pencemar udara. Untuk menggambarkan keefektifan tanaman mengurangi pencemar NO2, dibutuhkan data pola pernyebaran gas NO2 pada berbagai waktu dan jarak dari sumber emisi, serta kemampuan vegetasi mengurangi pencemar NO2 akibat aktivitas transportasi. Konsentrasi gas NO2 tertinggi dihasilkan di tempat terbuka pada jarak 5 m dari sumber emisi (40.27 µg m-3) dan untuk jarak yang sama konsentrasi gas NO2 tempat bervegetasi lebih rendah (32.06 µg m-3). Pada jarak 15 m dari sumber emisi, konsentrasi gas NO2 pada tempat terbuka (26.69 µg m-3) dan di tempat bervegetasi (28.43 µg m-3). Pada jarak 25 m dari sumber emisi, konsentrasi gas NO2 pada tempat terbuka (23.07µg m-3) tidak berbeda nyata dengan tempat bervegetasi (23.46 µg m-3). Hasil interaksi antara lokasi dan waktu memperlihatkan bahwa konsentrasi gas NO2 tertinggi dihasilkan pada siang hari baik di tempat terbuka (34.05 µg m-3) maupun bervegetasi (29.15 µg m-3). Konsentrasi gas NO2 pada pagi hari (26.24 dan 26.08 µg m-3) lebih rendah dari sore hari (29.49 dan 28.95 µg m-3). Puncak konsentrasi gas NO2 dipengaruhi oleh jarak dari sumber emisi dan waktu pengukuran. Kecepatan angin di tempat terbuka (0.9-1.6 m s-1) lebih besar dibandingkan dengan tempat bervegetasi (0.1-0.5 m s-1), diduga mempengaruhi penyebaran gas NO2. Vegetasi dengan kerapatan tajuk sebesar 10 m mampu mengurangi konsentrasi NO2 sebesar 10.62%, dan pada kerapatan 20 m sebesar 26.42 %. Peranan vegetasi dalam mereduksi gas NO2 terjadi melalui dua mekanisme yaitu mengabsorbsi dan menghambat dispersi NO2 secara horizontal. Kata kunci: Aktivitas transportasi, NO2, toleransi tanaman, laju pertumbuhan relatif, air pollution tolerance index
© Hak cipta milik IPB, tahun 2009 Hak cipta dilindungi Undang-undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan masalah b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
KEEFEKTIFAN DAN TOLERANSI JENIS TANAMAN JALUR HIJAU JALAN DALAM MEREDUKSI PENCEMAR NO2 AKIBAT AKTIVITAS TRANSPORTASI
SULISTIJORINI
Disertasi Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Doktor pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
Penguji Luar Komisi Ujian Tertutup: 1. Dr. Ir. Endes N. Dahlan, M.S. Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor 2. Dr. Imam Santosa. Departemen Geofisika dan Meteorologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor Ujian Terbuka: 1. Dr. Ir. Ning Purnomohadi, M.S. Pusat Pendidikan dan Latihan, Lingkungan Hidup
Kantor
2. Dr. Ir. Aris Munandar, M.S. Departemen Arsitektur Lansekap, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor
Kementerian
Judul Disertasi : Keefektifan dan Toleransi Jenis Tanaman Jalur Hijau Jalan dalam Mereduksi Pencemar NO2 akibat Aktivitas Transportasi Nama
: Sulistijorini
NIM
: P 062030011
Disetujui Komisi Pembimbing
Dr. Zainal Alim Mas‟ud, DEA. Ketua
Dr. Ir. Nizar Nasrullah M.Agr. Anggota
Prof. Dr. Ahmad Bey, M.Sc. Anggota
Dr. Soekisman Tjitrosemito, M.Sc. Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan
Prof. Dr. Ir. Surjono H. Sutjahjo, M.S. Tanggal Ujian: 10 Februari 2009
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S. Tanggal Lulus: 23 Februari 2009
PRAKATA Pencemaran udara merupakan permasalahan yang semakin hari semakin meningkat, terutama di perkotaan. Aktivitas transportasi merupakan salah satu sumber bahan pencemar udara, disamping kegiatan industri, pembakaran bahan bakar fosil, dan aktivitas biologi di bumi. Pemanfaatan vegetasi untuk mengurangi pencemaran udara merupakan cara yang perlu ditingkatkan, mengingat fungsi biologi vegetasi cukup banyak diantaranya sebagai sebagai habitat berbagai jenis satwa, sebagai penyerap karbondioksida (CO2) dan menghasilkan oksigen (O2) yang dibutuhkan untuk kelangsungan hidup makhluk hidup. Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga disertasi ini berhasil diselesaikan. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya pada seluruh komisi pembimbing, yaitu Ketua Komisi Dr. Zainal Alim Mas‟ud, DEA, para anggota komisi Dr. Ir. Nizar Nasrullah, M.Agr, Prof. Dr. Ahmad Bey, M.Sc, dan Dr. Soekisman Tjitrosemito, M.Sc, yang telah banyak memberikan arahan, masukan, dan motivasi; mulai dari penyusunan proposal, selama penelitian dan penulisan berlangsung sehingga disertasi ini dapat terwujud. Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada rekan-rekan di Departemen Biologi IPB, teman-teman angkatan 2003 di PSL, serta rekan-rekan lainnya yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, yang telah banyak membantu dan memberikan dorongan hingga saat ini. Kepada Ibu Elsye L. Sisworo beserta staf di BATAN, penulis ucapkan banyak terima kasih atas bantuan analisis dan kesempatan bertukar pikiran untuk dapat melengkapi penulisan disertasi ini. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada pihak PT Jasa Marga yang memberikan izin kepada penulis untuk melakukan penelitian di jalan tol Jagorawi, serta kepada Yayasan Toyota dan Astra yang memberikan bantuan untuk penyelesaian disertasi ini. Ucapan terima kasih dan penghargaan juga penulis sampaikan kepada suami Dr. Ir. Swastiko Priyambodo, MSi, yang selalu mendampingi dan memberikan doa yang tulus; juga kepada putri-putra penulis Andrini Aditya Wardhani, Muhammad Aji Wibisono, dan Muhammad Abi Wicaksono yang memberikan pengertian atas waktu dan perhatian yang sedikit berkurang saat penulis harus menyelesaikan disertasi ini. Ucapan terima kasih dan penghargaan penulis sampaikan kepada orang tua penulis Alm. Bapak M. Soetrisno dan Ibu Soemining, Bapak dan ibu mertua serta keluarga penulis, yang senantiasa memberikan doanya. Sebagian dari penelitian ini telah ditulis dalam artikel yang berjudul “Tolerance Levels of Roadside Trees to Air Pollutants Based on Relative Growth Rate and Air Pollution Tolerance Index” untuk Hayati-Journal of Biosciences (in press). Dalam kesempatan ini pula penulis mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak yang telah memberikan masukan untuk disertasi ini. Semoga hasil penelitian ini memberikan manfaat untuk melaksanakan program peningkatan kualitas udara untuk mendukung kehidupan yang sehat. Bogor, Februari 2009 Sulistijorini
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Malang pada tanggal 20 September 1963 sebagai anak ke dua dari dua bersaudara dari pasangan M. Soetrisno dan Soemining. Pendidikan dasar penulis diselesaikan di SDN Belakang Loji I pada tahun 1975, pendidikan menengah di SMPN I Malang diselesaikan pada tahun 1979, dan SMAN 3 Malang diselesaikan pada tahun 1982. Pendidikan sarjana ditempuh di Jurusan Agronomi, Fakultas Pertanian IPB, lulus pada tahun 1986. Pada tahun 1990 penulis diterima di Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan, Program Pascasarjana IPB, lulus pada tahun 1994. Kesempatan menempuh program doktor pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan diperoleh pada tahun 2003 dengan mendapatkan beasiswa dari Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi (BPPS), Departemen Pendidikan Nasional Republik Indonesia. Penulis bekerja sebagai staf pengajar Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, IPB, sejak tahun 1989. Penulis bergabung di dalam Bagian Ekologi dan Sumberdaya Tumbuhan, dengan minat bidang ekologi dan pengelolaan lingkungan.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL……………………………………………………
xv
DAFTAR GAMBAR………………………………………………...
xvii
DAFTAR LAMPIRAN………………………………………………
xix
I.
PENDAHULUAN……………………………………………… 1.1. Latar Belakang........................................................................ 1.2. Kerangka Pemikiran............................................................... 1.3. Perumusan Masalah............................................................... 1.4. Tujuan Penelitian.................................................................. 1.5. Manfaat Penelitian................................................................. 1.6. Hipotesis................................................................................. 1.7. Novelty....................................................................................
1 1 4 7 11 11 11 12
II.
TINJAUAN PUSTAKA............................................................. 2.1. Pencemaran Udara................................................................ 2.2. Senyawa Sulfur................................................................... 2.3. Senyawa Nitrogen................................................................ 2.3.1. Karakteristik NOx (NO dan NO2)................................. 2.3.2. Pengaruh NOx Terhadap Ekosistem............................. 2.4. Kemampuan Tanaman Menyerap Pencemar NOx............... 2.5. Reaksi NO2 dalam Tanaman................................................ 2.6. Asam Askorbat.................................................................... 2.7. Jenis tanaman........................................................................
13 13 14 15 15 17 19 21 21 22
III. METODE PENELITIAN............................................................ 3.1. Tempat dan Waktu............................................................... 3.2. Bahan dan Alat.................................................................... 3.3. Rancangan Penelitian......................................................... 3.3.1 Percobaan Kemampuan Serapan NO2............................ 3.3.1.1 Percobaan dalam Kondisi Terkontrol........................ Tahapan Exposure Gas 15 NO2................................. Analisis Serapan dan Distribusi 15N........................
29 29 29 30 30 30 31 32
Analisis Kerapatan Stomata Daun...........................
32
Metode Analisis Data............................................... 3.3.1.2 Percobaan Semilapang.............................................. Metode Pengumpulan Data......................................
33 34 34
Metode Analisis Data............................................... 3.3.2. Percobaan Toleransi Jenis Tanaman Terhadap Pencemar Udara.......................................................... Metode Pengumpulan Data........................................ Pertumbuhan Tanaman ..............................................
35 36 36 36
Parameter Fisiologi Tanaman ....................................
37 Halaman
Parameter Kualitas Udara...........................................
39
Metode Analisis Data................................................. Pengukuran Toleransi Tanaman Terhadap Pencemar Udara.......................................................................... Pendugaan Kemampuan Tanaman Menyerap NO2.... 3.3.3. Percobaan Pengurangan Gas NO2 oleh Vegetasi........
41 42 43 43
Metode Pengumpulan Data........................................
43
Metode Analisis Data..................................................
44
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN……………………………. 4.1. Percobaan Kemampuan Serapan NO2 dan Distribusi 15N 4.1.1. Kemampuan Serapan NO2…………………………. 4.1.2. Kerapatan Stomata…………………………………. 4.1.3. Hubungan Kemampuan Serapan NO2 dan Kerapatan Stomata .................................................... 4.1.4. Hubungan Kemampuan Serapan NO2 dan Bobot Relatif Daun ................................................... 4.1.5. Distribusi 15N pada Bagian Tanaman ......................... 4.1.6. Faktor yang Mempengaruhi Distribusi 15N................. 4.1.7. Manfaat Kemampuan Distribusi 15N........................... 4.2. Percobaan Toleransi Tanaman terhadap Pencemar Udara................................................................................. 4.2.1. Kualitas Udara di Lokasi Penelitian............................ 4.2.2. Pertumbuhan Tanaman................................................ 4.2.2.1. Pertambahan Tinggi Tanaman ............................. 4.2.2.2. Pertambahan Luas Daun ...................................... 4.2.2.3. Luas Daun Total dan Daun Spesifik akibat Pencemar Udara .................................................. 4.2.2.4. Pengaruh Pencemar Udara Terhadap Pertambahan Daun ............................................... 4.2.3. Toleransi Tanaman berdasarkan RGR........................ 4.2.4. Parameter Fisiologi Tanaman...................................... Asam askorbat............................................................. Klorofil ....................................................................... Kadar air ..................................................................... pH ekstrak daun .......................................................... 4.2.5. Toleransi Tanaman Berdasarkan APTI (Singh, et al., 1991)............................................................................ 4.2.6. Perbandingan Toleransi Tanaman Berdasarkan RGR dan APTI..................................................................... 4.3. Pendugaan Total Serapan NO2 oleh Tanaman ................. 4.4. Percobaan Kemampuan Vegetasi Mereduksi Pencemar NO2...................................................................
46 46 46 50 51 53 53 56 60 61 60 61 63 64 71 72 74 75 75 75 76 77 78 79 81 83 Halaman
4.4.1. Pola Sebaran NO2 ....................................................... Pola Sebaran NO2 di Tempat Terbuka ........................ Pola Sebaran NO2 di Tempat Bervegetasi ..................
84 84 86
4.4.2. Kemampuan Tanaman Mereduksi Pencemar NO2 ...... Pengaruh Waktu dan Lokasi terhadap Konsentrasi NO2.......................................................... Pengaruh Jarak dan Lokasi terhadap Konsentrasi NO2.......................................................... Pengaruh Jarak ,Waktu, dan Lokasi terhadap Pengurangan Konsentrasi NO2 .................................... 4.4.3. Potensi Penggunaan Tanaman untuk Mereduksi Pencemar NO2 akibat Aktivitas Transportasi.................
87 88 90 91 94
V. KESIMPULAN DAN SARAN…………………………......... ... 5.1. Kesimpulan…………………………………………………. 5.2. Saran………………………………………………………...
96 96 97
DAFTAR PUSTAKA……………………………………………... ...
98
LAMPIRAN………………………………………………………....
106
DAFTAR TABEL Halaman 1. Baku mutu udara ambien nasional berdasarkan PPRI No 41 Tahun 1999.....................................................................
14
2. Komposisi gas buang (% v-1)..............................................................
17
3. Rata-rata emisi gas dalam g km-1........................................................
17
4. Metode pengukuran kondisi fisiologi tanaman dan data lingkungan
37
5. Kriteria sensitivitas dan toleransi tanaman..........................................
43
6. Kerapatan dan ukuran stomata 8 jenis tanaman jalur hijau jalan………….....................................................................................
50
7. Korelasi stomata dan serapan 15N pada percobaan............................
51
15
8. Korelasi bobot relatif daun dan serapan N...................................... 15
53
-1
9. Hasil uji lanjut distribusi N (dalam μg g daun dan persentasenya ..............................................................................
54
10. Hasil uji lanjut distribusi 15N (dalam μg g-1 batang dan persentasenya)...................................................................................
55
11. Hasil uji lanjut distribusi 15N (dalam μg g-1 akar dan persentasenya)............................................................................
56
12. Rasio 15N pada daun, batang, dan akar............................................
57
13. Rasio bobot kering daun, batang, dan akar ....................................
58
14. Kandungan nitrogen total (%) daun, batang, dan akar ...................
58
15. Beberapa parameter kualitas udara di Jagorawi (kontrol) dan Sindangbarang (terpolusi).................................................................
61
16. Beberapa parameter iklim mikro di Jagorawi dan Sindangbarang (Agustus-Nopember 2006)...............................................................
63
17. Luas total daun minggu ke-14 pada tanaman kontrol dan terpolusi ....................................................................................
72
18. Luas daun spesifik 8 jenis tanaman pada kondisi kontrol (K) dan terpolusi (P)...........................................................
72
19. Hasil interaksi jenis tanaman dan lokasi pencemaran terhadap RGR berdasarkan luas daun 8 jenis tanaman jalur hijau jalan.........
75
20. Kandungan asam askorbat total, klorofil total, dan kadar air daun 8jenis tanaman jalur hijau jalan................................
77
21. Rerata kadar air tanaman kontrol dan terpolusi...............................
77
Halaman 22. Interaksi antara jenis tanaman dan lokasi pencemaran terhadap pH ekstrak daun..............................................................
78
23. Tingkat toleransi 8 jenis tanaman jalur hijau jalan berdasarkan kriteria Singh et al. (1991)........................................
79
24. Perbandingan toleransi 8 jenis tanaman tepi jalan berdasarkan RGR (hasil penelitian) dan APTI (Singh et al., 1991)..................
80
25. Nilai kemampuan serapan total 15N berdasarkan luas daun tanaman terpolusi dan serapan 15N tiap jenis tanaman.................
83
26. Uji lanjut konsentrasi NO2 pada berbagai ketinggian dan jarak dari sumber emisi di tempat terbuka...............................................
85
27. Uji lanjut konsentrasi gas NO2 pada berbagai ketinggian dan jarak dari sumber emisi di tempat bervegetasi..........................................
87
28. Kisaran suhu dan kelembaban relatif pada lokasi, jarak, dan waktu pengukuran berbeda..............................................................
88
29. Hasil uji lanjut interaksi lokasi dan waktu terhadap konsentrasi gas NO2............................................................................................
89
30. Hasil uji lanjut interaksi lokasi dan jarak terhadap konsentrasi gas NO2............................................................................................
92
31. Pemeringkatan jenis tanaman jalur hijau jalan.................................
95
DAFTAR GAMBAR Halaman 1. Bagan alir kerangka penelitian…………………………………….
6
2. Sintesis dan degradasi L-asam askorbat dalam jaringan tanaman
22
3. Pterocarpus indicus Wild (Angsana) .............................................
23
4. Lagerstroemia speciosa Pers. (Bungur)...........................................
24
5. Casuarina sumatrana Jungh (Cemara laut).....................................
25
6. Delonix regia Bojer (Flamboyan )...................................................... ..
25
7. Gmelina arborea Linn (Jati putih)..................................................
26
8. Cinnamomum burmanii Nees (Kayu manis merah)........................
27
9 . Swietenia macrophylla King (Mahoni)...........................................
28
10. Mimusops elengi L. (Tanjung)......................................................
28
11. Gas chamber untuk pajanan gas NO2 (kondisi terkontrol)...........
32
12. Gas chamber untuk pajanan gas NO2 (semilapang).....................
34
13. Penempatan tanaman uji di median jalan tol Jagorawi (a) dan kebun percobaan Sindangbarang (b).....................................
36
14. Titik pengambilan sampel NO2 udara ambien di tempat terbuka dan bervegetasi ...............................................
43
15. Kemampuan serapan NO2 per bobot kering daun pada kondisi terkontrol dan semilapang...............................................
46
16. Kemampuan serapan NO2 per luas daun pada percobaan kondisi terkontrol dan semilapang..............................
47
17. Persentase perubahan serapan 15N berdasarkan bobot kering daun pada percobaan semilapang terhadap kontrol......................
48
15
18. Persentase perubahan serapan N berdasarkan luas daun pada percobaan semilapang terhadap kontrol.......................................
48
19. Pertambahan tinggi relatif tanaman kontrol dan terpolusi...........
64
20. Laju pertumbuhan relatif berdasarkan pertambahan luas daun P. indicus kontrol dan terpolusi ………………………….........
65
21. Laju pertumbuhan relatif berdasarkan pertambahan luas daun L. speciosa kontrol dan terpolusi …………………………......
66
22. Laju pertumbuhan relatif berdasarkan pertambahan luas daun D. regia kontrol dan terpolusi ……………………………........
66
23. Laju pertumbuhan relatif berdasarkan pertambahan luas daun G. arborea kontrol dan terpolusi...............................................
67
Halaman 24. Laju pertumbuhan relatif berdasarkan pertambahan luas daun C. burmanii kontrol dan terpolusi ………………………..........
68
25. Laju pertumbuhan relatif berdasarkan pertambahan luas daun S. macrophylla kontrol dan terpolusi …………………............
69
26. Laju pertumbuhan relatif berdasarkan pertambahan luas daun M. elengi kontrol dan terpolusi ……………………….............
69
27. Pola penyebaran gas NO2 di tempat terbuka pada berbagai ketinggian dan jarak dari sumber emisi......................................
84
28. Pola penyebaran gas NO2 pada tempat bervegetasi (G. arborea) pada berbagai ketinggian dan jarak dari sumber emisi..............
86
29. Pola sebaran gas NO2 pada berbagai jarak dan waktu pengukuran di tempat terbuka (a) dan bervegetasi (b)...................................
90
30. Persentase pengurangan konsentrasi NO2 berdasarkan kerapatan tajuk ...........................................................................
92
31. Persentase pengurangan konsentrasi NO2 pada berbagai waktu pengukuran berbeda....................................................................
93
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1. Profil vegetasi.............................................................................
108
2. Hasil analisis ragam serapan 15N per bobot kering daun............
109
3. Hasil uji lanjut interaksi kondisi percobaan dan jenis tanaman terhadap total 15N per bobot kering daun...................................
109
15
4. Hasil analisis ragam serapan N per luas daun .........................
109
5. Hasil uji lanjut interaksi kondisi percobaan dan jenis tanaman terhadap total serapan 15N per luas daun...................................
110
6. Hasil analisis ragam alokasi 15N pada daun............................
110
7. Hasil analisis ragam persentase 15N pada daun.........................
110
8. Hasil analisis ragam alokasi 15N pada batang...........................
111
15
N pada batang....................
111
N pada akar.............................
111
11. Hasil analisis ragam persentase 15N pada akar........................
112
12. Hasil analisis ragam laju pertambahan tinggi relatif ..............
112
13. Analisis lanjut laju pertambahan tinggi tanaman.....................
112
14. Hasil analisis ragam luas daun minggu ke-14 tanaman kontrol dan terpolusi.............................................................................
113
15. Hasil analisis ragam luas spesifik daun tanaman kontrol dan terpolusi.............................................................................
113
16. Hasil analisis ragam RGR berdasarkan luas daun 8 jenis tanaman jalur hijau jalan..........................................................
113
17. Hasil analisis ragam asam askorbat total daun dari 8 jenis tanaman jalur hijau jalan.........................................................
114
18. Hasil analisis ragam klorofil total daun dari 8 jenis tanaman jalur hijau jalan.........................................................................
114
19. Hasil analisis ragam kadar air daun dari 8 jenis tanaman jalur hijau jalan.................................................................................
115
20. Hasil analisis ragam pH ekstrak daun dari 8 jenis tanaman jalur hijau jalan.................................................................................
115
21. Hasil analisis ragam sebaran konsentrasi gas NO2 pada berbagai jarak dan ketinggian di tempat terbuka.....................
115
22. Suhu dan kelembaban relatif di tempat terbuka pada 3 jarak berbeda dari sumber emisi............................................
115
9. Hasil analisis ragam persentase 10. Hasil analisis ragam alokasi
15
Halaman 23. Suhu dan kelembaban relatif di tempat bervegetasi (G. arborea) pada 3 jarak dari sumber emisi ..................................................
116
24. Hasil analisis ragam konsentrasi gas NO2 pada berbagai jarak dan ketinggian di tempat bervegetasi.................................................
116
25. Hasil analisis ragam konsentrasi gas NO2 pada lokasi, jarak, dan waktu berbeda...............................................................................
116
26. Hasil analisis ragam persentase pengurangan konsentrasi gas NO2 pada lokasi, jarak, dan waktu berbeda..........................................
117
