MODEL PENDUGA POTENSI DAN STRUKTUR TEGAKAN HUTAN HUJAN TROPIS MENGGUNAKAN CITRA SPOT 5 SUPERMODE (Studi Kasus di Kabupaten Solok Selatan dan Kabupaten Bungo)
URIP AZHARI
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
ABSTRACT URIP AZHARI. ESTIMATION MODEL FOR STAND POTENCY AND STRUCTURE OF TROPICAL RAIN FOREST USING SPOT 5 SUPERMODE (A Case study in Solok Selatan District and Bungo District). Under the supervision of I NENGAH SURATI JAYA, and ANDRY INDRAWAN.
Well Forest management required reliable information of forest resources, in quickly, and timely manner. Information of the forest resources could be collected through forest inventory, either by terrestrial or by using remotely sensed data. This research was focused to examine the use of remotely sensed data, particularly using high resolution SPOT 5 Supermode. The objectives of the research were to develop estimation model of stand potency and structure using measured variables measured on SPOT 5 image i.e, percent of crown closure (Cs) and crown diameter (Ds). Stand potency could be estimated based on interpretation of SPOT 5 Supermode. Estimation of stand structure could be estimated using mean of crowns diameter and number of trees. The data analyzed using the analysis of regression, in which the field data are treated as dependent variable and data of image interpretation as independent variable. The research result shows that SPOT 5 Supermode could be used to estimate stand potency using percent of crown closure with model of Vbc = 164.2-6.63(Cs) +0.131(Cs)2, having coefficient of determination of approximately 62.80%. Stand structure could also be estimated by interpreting crown diameter and total canopy derived from interpretation result of SPOT 5 Supermode. Keyword :
remotely sensed forest inventory, stand potency estimation, stand structure
RINGKASAN
URIP AZHARI. MODEL PENDUGA POTENSI DAN STRUKTUR TEGAKAN HUTAN HUJAN TROPIS MENGGUNAKAN CITRA SPOT 5 SUPERMODE (Studi Kasus di Kabupaten Solok Selatan dan Kabupaten Bungo). Dibimbing oleh I Nengah Surati Jaya dan Andry Indrawan. Pengelolaan hutan membutuhkan informasi tentang sumberdaya hutan yang lengkap, cepat, tepat waktu dan handal. Informasi tentang sumberdaya hutan tersebut dapat diperoleh dengan cara melakukan inventarisasi hutan, baik yang dilaksanakan secara langsung (direct forest inventory) maupun yang menggunakan teknologi penginderaan jauh (remotely sensed forest inventory). Teknologi inventarisasi hutan secara tidak langsung (penginderaan jauh) memiliki banyak keunggulan dibandingkan dengan teknologi inventarisasi secara terestris (terrestrial forest inventory). Metode penginderaan jauh umumnya sangat cocok untuk areal yang luas, karena pengukuran dapat dilakukan lebih cepat. Selain itu kelebihan metode penginderaan jauh adalah pengukuran dilakukan di atas meja dan sedikit tenaga, maka human error dapat dikurangi. Sedangkan metode terestris kurang tepat digunakan untuk luasan besar kerena memerlukan waktu dan dana yang besar. Disamping itu, kemungkinan akan mendapatkan banyak macam kesalahan, salah satu diantaranya adalah kesalahan ukur yang cenderung lebih besar akibat kelelahan tenaga ukurnya (human error). Tujuan dari penelitian ini adalah untuk memperoleh model penduga potensi dan struktur tegakan menggunakan peubah-peubah tegakan yang terukur pada citra SPOT 5 Supermode yaitu persen penutupan tajuk (Cs), diameter tajuk rata-rata (Ds) dan jumlah penampakan tajuk Penelitian dilaksanakan pada bulan Agustus 2007 sampai dengan April 2008. Lokasi yang menjadi pengamatan adalah Solok Selatan Provinsi Sumatera Barat dan Kabupaten Bungo Provinsi Jambi. Pengolahan dan analisis data citra satelit dilakukan di Laboratorium Fisik Penginderaan Jauh Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Teknik pengambilan contoh pada penelitian ini adalah teknik penarikan contoh berganda. Tahapan pengambilan contoh dilakukan melalui dua tahap yaitu sebagai berikut : Tahap 1, menentukan lokasi plot unit contoh berukuran besar N yang diambil secara acak pada citra SPOT 5 dari populasi berukuran n untuk memperoleh nilai dari dimensi tegakan antara lain persentase penutupan tajuk, diameter tajuk dan jumlah pohon. Dengan ukuran plot unit contoh berbentuk lingkaran dengan luas 0,1 Ha dengan jari-jari 17,8 m. Jumlah plot contoh yang diambil dalam penelitian ini adalah 60 plot. Tahap 2, pengambilan plot unit contoh di lapangan dilakukan untuk mendapatkan informasi data yang
sebenarnya misalnya mengenai tipe tutupan lahan berdasarkan titik koordinat yang telah ditentukan sebelumnya pada citra. Jumlah contoh yang diambil pada tahap 2 (dua) ini adalah 60 plot. Untuk memperoleh model pendugaan volume bebas cabang (Vbc) akan dikaji model-model analisis regresi terbaik yaitu mempunyai nilai tingkat keakuratan yang paling tinggi atau yang mempunyai nilai koefisien diterminasi paling baik. Pendugaan Vbc dengan menggunakan peubah persentase penutupan tajuk (Cs), diameter tajuk pohon rata-rata (Ds) dan jumlah penampakan tajuk (Ns) yang diperoleh dari hasil interpretasi citra SPOT 5 Supermode. Model yang terpilih pada hutan lahan kering berdasarkan nilai koefisien diterminasi, kesederhanaan model penduga dan kemudahan pengukuran peubah pada citra SPOT 5 model yang digunakan adalah Vbc = 164.2-6.63(Cs)+0.131(Cs)2. Model ini terpilih karena nilai koefisien diterminasi antara volume bebas cabang di lapangan dan penutupan tajuk pada citra SPOT 5 pankromatik memiliki konsistensi yang sangat baik yaitu 62.8%. Dari model yang digunakan dibuat tabel volume tegakan berdasarkan model penduga terpilih. Pada tabel volume tegakan dengan menggunakan citra SPOT 5 Supermode ini hanya dapat menduga volume tegakan hutan untuk persentase penutupan tajuk lebih besar 25 %. Struktur tegakan dibuat dengan menghubungkan antara diameter tajuk ratarata dengan jumlah pohon per hektar. Pendugaan diameter tajuk dari hasil interpretasi citra SPOT 5 Supermode (Ds). Sedangkan jumlah pohon di peroleh dari hasil pengukuran di lapangan (N) . Dari hasil analisis regresi diperoleh model N= 656.1e-0.17(Ds) , dengan nilai koefisien diterminasi sebesar 57.0 %. Dari hasil pembahasan sebelumnya maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : (1) Model penduga potensi tegakan yang dapat direkomendasikan adala Vbc = 164.2-6.63(Cs)+0.131(Cs)2, dengan koefisien diterminasi sebesar 62.8%; (2) Peubah dimensi tegakan yang dapat digunakan untuk menduga volume pohon melalui citra SPOT 5 Supermode dengan baik adalah persentase tutupan tajuk (Cs); (3) Model Struktur tegakan yang di hasilakan dari hasil analisis regresi untuk Kabupaten Bungo adalah N = 891.7e0.18Ds dan N = 250.9e-0.06Ds untuk Kabupaten Solok Selatan, dengan nilai (R2) masing masing adalah 64.3 % dan 66.5 %.. Saran yang dapat diberikan dalam penelitian ini adalah : (1) Pengukuran peubah tegakan menggunakan citra satelit SPOT 5 Supermode sebaiknya dengan citra SPOT 5 model pankromatik dibandingkan dengan citra SPOT 5 model multispektral; (2) Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk struktur tegakan. Kata kunci : inventarisasi hutan dengan penginderaan jarak jauh, pendugaan potensi tegakan, struktur tegakan
© Hak cipta milik IPB, tahun 2009 Hak Cipta dilindungi Undang-Undang 1. Dilarang mengutip dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB 2. Dilarang menggunakan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini dalam bentuk apapun baik cetak, fotokopi, mikrofilm dan sebagainya tanpa izin IPB
MODEL PENDUGA POTENSI DAN STRUKTUR TEGAKAN HUTAN HUJAN TROPIS MENGGUNAKAN CITRA SPOT 5 SUPERMODE (Studi Kasus di Kabupaten Solok Selatan dan Kabupaten Bungo)
URIP AZHARI
Tesis Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelal Magister Sains pada Program Studi Ilmu Penegtahuan Kehutanan
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr. Ir. M. Buce Saleh, MS.
Judul Proposal
Nama Nrp
: Model Penduga Potensi dan Struktur Tegakan Hutan Hujan Tropis Menggunakan Citra SPOT 5 Supermode (Studi Kasus di Kabupaten Solok Selatan dan Kabupaten Bungo) : Urip Azhari : E051050271
Disetujui Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. I Nengah Surati Jaya, M.Agr. Ketua
Prof. Dr. Ir. Andry Indrawan, M.S. Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof. Dr. Ir. Imam Wahyudi, M.S.
Prof. Dr.Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S.
Tanggal Ujian : 16 Januari 2009
Tanggal Lulus :
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan atas segala karunia-Nya sehingga Tesis dengan judul “Model Penduga Potensi dan Struktur Tegakan Hutan Hujan Tropis Menggunakan Citra SPOT 5 Supermode (Studi Kasus di Kabupaten Solok Selatan dan Kabupaten Bungo) ini dapat diselesaikan. Penelitian ini penulis laksanakan mulai Agustus 2007 sampai dengan April 2008. Penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Prof. Dr. Ir. I Nengah Surati Jaya, M.Agr selaku dosen pembimbing pertama yang telah memberikan bimbingan, arahan, kritikan dan saran. Semoga amal kebaikan Bapak akan senantiasa dilimpahkan rahmat dan karunia Tuhan 2. Bapak Prof. Dr. Ir. Andry Indrawan, M.S selaku dosen pembimbing kedua yang telah memberikan bimbingan, arahan, kritikan dan saran. Semoga amal kebaikan Bapak akan senantiasa dilimpahkan rahmat dan karunia Tuhan. 3. Bapak Dr. Ir. M Buce Saleh, MS, selaku penguji luar komisi atas nasehat, konentar, saran dan masukan untuk perbaikan tulisan. 4. Kepada kedua orang tuaku, adik-adik terimakasih atas kasih sayang, dukungan, materi dan doa yang tiada henti. 5. Kepada teman-teman angkatan 2005 di program studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan. 6. Teman-teman di Laboratorium Remote Sensing dan Sistem Informasi Geografis Kehutanan IPB, Bapak Uus saipul, Edwin, Heru Santoso, Desi, Nur, Siti terimakasih atas bantuannya dan kebersamaan selama penulis mengikuti studi di Sekolah Pascasarjana IPB. Mudah-mudahan tulisan ini dapat bermanfaat bagi diri penulis dan yang membaca tulisan ini.
Bogor, Januari 2009
Penulis
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Limau Asam, Kecamatan Bayang. Kabupaten Pesisir Selatan, Sumatera Barat pada tanggal 29 September 1982 dari Bapak Azhari dan Ibu Basrina Basir. Penulis merupakan anak pertama dari lima bersaudara. Pendidikan SD penulis tempuh di SD 21 Limau Asam, kemudian pada tahun 1994 penulis melanjutkan ke SLTP Pasar Baru Bayang dan tahun 2000 penulis lulus dari SMU 1 Bayang, pada tahun yang sama masuk pendidikan diploma 3 pada Fakultas Kehutanan IPB, untuk strata satu penulis tempuh di Fakultas Kehutanan Universitas Winayamukti. Pada tahun 2005 penulis melanjutkan pendidikan di program studi Ilmu pengetahuan Kehutanan Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR ISI ..................................................................................................
i
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... iii DAFTAR TABEL .......................................................................................... v I.
II.
III.
PENDAHULUAN .................................................................................
1
A.
Latar Belakang .............................................................................
1
B.
Perumusan Masalah .....................................................................
2
C.
Kerangka Pemikiran .....................................................................
4
D.
Tujuan Penelitian .........................................................................
4
E.
Manfaat Penelitian ........................................................................
5
F.
Hipotesis .......................................................................................
5
TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................
6
A.
Struktur Tegakan ..........................................................................
6
B.
Dimensi Tegakan ..........................................................................
8
C.
Kerapatan Pohon ..........................................................................
8
D.
Diameter pohon ............................................................................
9
E.
Inventarisasi.................................................................................. 10
F.
Cara Pengambilan Contoh ............................................................ 11
G.
Pengelompokan Contoh ............................................................... 12
H.
Tingkatan Pengambilan Contoh ................................................... 12
I.
Estimasi Volume Tegakan Melalui Citra Potret Udara ................ 13
J.
Citra Satelit SPOT 5 ..................................................................... 15
METODE PENELITIAN ...................................................................... 18 A.
Waktu dan Lokasi Penelitian ........................................................ 18
B.
Bahan dan Alat ............................................................................. 18
C.
Data Lapang yang dikumpulkan................................................... 20
D.
Teknik Pengambilan Contoh ....................................................... 22
E.
Teknik pengambilan data di lapangan .......................................... 23
F.
Metode Analsis Data .................................................................... 24 1. Analisis Citra SPOT 5 Supermode ........................................ 24 2. Struktur Tegakan ................................................................... 26
3. Pendugaan Potensi Tegakan .................................................. 28 IV.
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................. 34 A.
Karakteristik Tegakan di Wilayah Penelitian ............................... 34
B.
Perbandingan Hasil Pengukuran Peubah Tegakan di Lapangan dengan Citra Satelit SPOT 5 ....................................... 37
C.
Hubungan Antara Hasil Pengukuran Peubah Tegakan di Lapangan dengan Pengukuran pada Citra SPOT 5 Supermode ................................................................................... 39
D.
Model Penduga Volume Bebas Cabang (Vbc) Menggunakan Peubah-peubah Tegakan yang Diukur di Lapangan (persen tutupan tajuk (C), diameter tajuk rata-rata (D), dan jumlah pohon (N)) ................................................................................... 43
E.
Model Penduga Volume Bebas Cabang (Vbc) Menggunakan Peubah Persen Tutupan Tajuk (Cs), Diameter Tajuk Ratarata (Ds) dan Jumlah Penampakan Tajuk (Ns) Berdasarkan Hasil Interpretasi Citra SPOT 5 Supermode ............................... 47
F.
Penyusunan Tabel Volume Tegakan Berdasarkan Model Penduga Terpilih .......................................................................... 52
G.
Model Penduga Struktur Tegakan Menggunakan Peubah Diameter Tajuk Dari Hasil Interpretasi Citra SPOT 5 Supermode dan Jumlah Pohon dari Hasil Pengukuran di Lapangan ...................................................................................... 52
KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................................... 56 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 57 LAMPIRAN .................................................................................................... 60
ii
DAFTAR GAMBAR
No.
Halaman
1.
Skema kerangka pemikiran ....................................................................
4
2.
Hubungan jumlah pohon dengan kelas diameter ...................................
6
3.
Hubungan antara diameter tajuk pada citra SPOT 5 (Ds) dengan diameter tajuk di lapangan (D). ..............................................................
7
4.
Peta lokasi citra SPOT 5 ......................................................................... 18
5.
Peta lokasi citra SPOT 5 Multi Spektral di Kabupaten Bungo .............. 19
6.
Peta lokasi citra SPOT 5 Pangkromatik di Kabupaten Solok Selatan .................................................................................................... 19
7.
Cara pengukuran diameter tajuk di lapangan ......................................... 21
8.
Letak Unit Contoh dalam Klaster pada 1 (satu) Lokasi Training Area) ....................................................................................................... 24
9.
Model pengukuran persentase penutupan tajuk pada citra .................... 25
10. Skema Metode Penelitian ...................................................................... 33 11. Tinggi rata-rata pohon dominan yang ditemukan di Kabupaten Solok Selatan .......................................................................................... 34 12. Diameter rata-rata 10 jenis pohon dominan di Kabupaten Solok Selatan .................................................................................................... 35 13. Tinggi rata-rata pohon dominan yang ditemukan di Kabupaten Bungo ..................................................................................................... 36 14. Diameter rata-rata 10 jenis pohon dominan di Kabupaten Bungo ......... 36 15. Diagram pencar dan garis regresi hasil pengukuran persen tutupan tajuk pada citra SPOT 5 Supermode (Cs) dengan persen penutupan tajuk di lapangan (C) ............................................................................. 41 16. Diagram pencar dan garis regresi hasil penafsiran rata-rata diameter tajuk di lapangan (D) dengan diameter tajuk dari hasil interpretasi citra SPOT 5 Supermode (Ds). ........................................... 42 17. Diagram pencar dan garis regresi hubungan jumlah pohon di lapangan (N) dengan jumlah pohon dari hasil interpretasi citra SPOT 5 Supermode (Ns) ....................................................................... 42
18. Diagram pencar hasil pengukuran volume bebas cabang dengan persen penutupan tajuk hasil pengukuran di lapangan ........................... 45 19. Diagram pencar hasil pengukuran volume bebas cabang (Vbc) 46 dengan rata-rata diameter tajuk hasil pengukuran di lapangan (D)........ 20. Diagram pencar volume bebas cabang (Vbc) menggunakan peubah jumlah pohon di lapangan (N). ............................................................... 46 21. Diagram pencar hubungan antara volume pohon bebas cabang (Vbc) dengan hasil pengukuran persen penutupan tajuk pada Citra SPOT 5 Supermode (Cs) ........................................................................ 49 22. Diagram pencar hubungan antara volume pohon bebas cabang (Vbc) dengan hasil pengukuran rata-rata diameter tajuk pada Citra SPOT 5 Supermode (Ds). ....................................................................... 49 23. Diagram pencar hubungan antara volume pohon bebas cabang (Vbc) menggunakan peubah jumlah penampakan tajuk (Ns) dari hasil interpretasi citra SPOT 5 Supermode ............................................ 50 24. Volume taksiran (m3/ha) pada setiap persentase penutupan tajuk (Cs) pada tegakan hutan lahan kering .................................................... 52 25. Struktur tegakan hutan di Kabupaten Solok Selatan berdasarkan diameter tajuk dari hasil interpretasi citra SPOT 5 Supermode ............. 53 26. Struktur tegakan hutan di Kabupaten Bungo berdasarkan diameter tajuk dari hasil interpretasi citra SPOT 5 Supermode ............. 54
iv
DAFTAR TABEL
No.
Halaman
1.
Beberapa model penduga volume tegakan menggunakan peubah potret udara ............................................................................................ 14
2.
Beberapa model penduga volume tegakan menggunakan peubah citra Spot 5 Supermode .......................................................................... 15
3.
Karakteristik Citra SPOT 5 .................................................................... 16
4. 5. 6. 7.
Lembar Citra SPOT 5 yang digunakan dalam Penelitian ...................... Kelas kerapatan tajuk dan diameter tajuk .............................................. Analisis Ragam Regresi ......................................................................... Potensi tegakan perhektar berdasarkan kelas diameter dirinci berdasarkan wilayah penelitian .............................................................. Hasil uji Z antara data lapangan dengan data hasil interpretasi pada citra SPOT 5 .................................................................................. Hubungan antara data hasil interperetasi citra SPOT 5 dengan data hasil pengukuran di lapangan ................................................................ Model pendugaan volume bebas cabang (Vbc) menggunakan peubah persentase penutupan tajuk (C), diameter tajuk rata-rata (D) dan jumlah pohon (N) ..................................................................... Model pendugaan volume bebas cabang (Vbc) menggunakan peubah persen penutupan tajuk (Cs), diameter tajuk rata-rata (Ds) dan jumlah pohon (Ns) dari hasil interpretasi citra SPOT 5 Supermode ............................................................................................. Volume tegakan (m3/ha) hutan lahan kering diduga melalui persentase penutupan tajuk dengan menggunakan citra SPOT 5 Supermode (Vbc = 164.2-6.63(Cs)+0.131(Cs)2) R2 = 62.8 % ..............
8. 9. 10.
11.
12.
18 26 32 38 39 41
44
48
51
