III. METODE PENELITIAN 3.1. Waktu dan Tempat Penelitian tentang Perkembangan Tegakan Pada Hutan Alam Produksi Dalam Sistem Silvikultur Tebang Pilih Tanam Indonesia Intensif (TPTII) dilaksanakan di areal kerja IUPHHK PT. Suka Jaya Makmur, Kabupaten Ketapang, Provinsi Kalimantan Barat. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan April sampai dengan bulan Mei 2010.
Pengambilan data primer dilakukan pada areal hutan bekas
tebangan TPTII (Tebang Pilih Tanam Indonesia Intensif) pada umur 0, 1,2, 3, 4 dan 5 tahun, yaitu blok tebangan TPTII pada tahun 2005, 2006, 2007, 2008, 2009. Pada hutan bekas tebangan TPTI (Tebang Pilih Tanam Indonesia) pengambilan sampel diambil pada hutan bekas tebangan pada umur 27 tahun yaitu pada blok LOA TPTI (Logged Over Area Tebang Pilih Tanam Indonesia) tahun 1983, yang merupakan representasi dari kondisi hutan sebelum dikelola dengan sistem silvikultur TPTII. Pengambilan data primer pada blok KPPN (Kawasan Konservasi Plasma Nutfah) merupakan areal representasi dari virgin forest. Data sekunder untuk vegetasi dan tanaman diperoleh dari petak ukur permanen.
3.2. Metode Penelitian 3.2.1. Rancangan Plot Penelitian Plot penelitian dibuat khusus pada areal IUPHHK PT. Suka Jaya Makmur. Plot penelitian dibuat pada areal hutan blok TPTII tahun 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, LOA TPTI dan virgin forest yang berada pada areal KPPN. Plot penelitian ditempatkan pada tiga petak berbeda yang dipilih secara acak . Pada tiap petak dibuat plot penelitian sebanyak tiga plot dengan masing-masing luasan 1 hektar. Dalam satu plot penelitian terdapat 5 jalur pengambilan data. Secara keseluruhan pada setiap blok tebangan terdapat 3 plot dan 15 jalur pengambilan data, masingmasing untuk Jalur Antara dan Jalur Tanam. Model plot Penelitan mengacu kepada Soerianegara dan Indrawan (2005) yaitu berbentuk petak tunggal berupa bujur sangkar, sebagaimana diilustrasikan pada Gambar 4.
37
mengetahui stratifikasi dan bersama diameter batang dapat digunakan untuk mengetahui dan menaksir ukuran volume pohon. Kriteria tingkat permudaan dan pohon serta ukuran sampel plotnya mengacu kepada Soerianegara dan Indrawan (2005). Pohon (Tree) adalah tumbuhan yang memiliki kayu besar, tinggi dan memiliki satu batang atau tangkai utama dengan ukuran diameter lebih dari 20 cm, Semai (Seedling) : Permudaan mulai dari kecambah sampai anakan kurang dari 1,5 m, Pancang (Sapling) : Permudaan dengan tinggi 1,5 m sampai anakan berdiameter kurang dari 10 cm, Tiang (Poles) : Pohon muda berdiameter 10 cm sampai kurang dari 20 cm. Kriteria ukuran plot untuk pohon dan permudaannya diilustrasikan pada Gambar 4. Pengukuran diameter dilakukan pada diameter setinggi dada (Dbh) pada ketinggian 1,30 meter dari permukaan tanah. atau 20 cm di atas banir (Dab) bagi pohon-pohon yang berbanir lebih tinggi dari 1,30 m dari permukaan tanah, dengan menggunakan phiband. 3.2.3. Pengambilan Data Pertumbuhan Tanaman Tanaman Meranti merah (Shorea leprosula) yang berada pada Jalur Tanam dievaluasi pertumbuhannya.
Tanaman yang dievaluasi adalah tanaman yang
terdapat pada areal hutan blok TPTII. Evaluasi dilakukan pada tiga petak terpilih secara acak pada setiap blok TPTII. Parameter yang diukur untuk pertumbuhan tanaman adalah tinggi, diameter, persentasi tanaman yang tumbuh dan luas areal efektif. Data pertumbuhan tanaman yang diambil berupa sampling sepanjang 100 meter jalur sebanyak 3 kali ulangan. 3.2.4. Pengambilan Data Tanah Pengambilan sampel tanah dilakukan dengan mengikuti pengambilan data vegetasi dan tanaman. Pada setiap plot dan jalur yang dilakukan pengambilan data vegetasi dan tanaman maka padanya dilkukan pula pengambilan sampel data tanah. Untuk blok TPTII sampel tanah diambil dari blok tebangan dengan umur 1, 2, 3, 4, dan 5 tahun. Untuk blok TPTI sampel diambil pada blok tebangan dengan umur 27 tahun. Untuk blok virgin forest sampel tanah diambil dari areal Kawasan Perlindungan Plasma Nutfah (KPPN). Sampel tanah diambil pada dua tingkat kedalaman yaitu kedalaman 0 – 20 cm dan 20 – 40 cm. Pengambilan sampel tanah untuk setiap kedalaman dilakukan pada lima tempat berbeda,
38
selanjutnya contoh tanah tersebut dicampur menjadi satu sampel tanah. Sehingga dari setiap plot atau jalur penelitian diambil 3 (tiga) buah contoh tanah komposit. Pengambilan sampel tanah Untuk dianalisis sifat fisiknya dilakukan dengan menggunakan ring/tabung tembaga yang mempunyai diameter 8 cm dan tinggi 4 cm. Setiap plot dan jalur pengamatan diambil tiga sampel tanah dari lapisan top soil yaitu pada kedalaman 0-20 cm. Cara pengambilan tanah utuh sebagaimana dilakukan oleh Wasis (2005) adalah sebagai berikut : a. Lapisan tanah diratakan dan dibersihkan dari serasah serta bahan organik lainnya, kemudian tabung diletakkan tegak lurus dengan permukaan tanah b. Tanah di sekitar tabung digali dengan sekop c. Tanah dikerat dengan pisau sampai hampir mendekati bentuk tabung d. Tabung ditekan sampai ¾ bagiannya masuk ke dalam tanah e. Tabung lainnya diletakkan tepat diatas tabung pertama, kemudian ditekan kembali sampai bagian bawah dari tabung ini masuk ke dalam tanah kira-kira 1 cm. f. Tabung kedua dipisahkan dengan hati-hati, kemudian tanah yang berlebihan pada bagian atas dan bawah tabung dibersihkan. g. Tabung ditutup dengan tutup plastik. Pengambilan sampel tanah utuh yang paling baik adalah sewaktu tanah dalam keadaan kandungan air disekitar kapasitas lapang. Kalau tanah terlalu kering dianjurkan untuk menyiramnya dengan air yang cukup sehari sebelum pengambilan sampel.
Apabila tanahnya keras maka memasukkan tabung ke
dalam tanah dapat dipikul perlahan-lahan dan diatas tabung harus memakai bantalan kayu. Masuknya tabung ke dalam tanah harus tetap tegak lurus dan jangan goncang. Untuk menganalisa sifat kimia tanah dilakukan pengambilan sampel tanah biasa sebanyak 250 gram. Pengambilan ini diperlakukan juga untuk menganalisa sifat biologi tanah.
Mengacu pada Lembaga Penelitian Tanah (1979) cara
pengambilan sampel tanah biasa (agregat tanah) dari suatu profil tanah adalah sebagai berikut : a. Tanah dibersihkan dan diratakan
39
b. Setiap lapisan tanah diambil 250 gram agregat tanah. Contoh tanah yang diambil dimasukkan ke dalam kantong plastik dan diberi label. 3.2.5. Analisis Data Vegetasi Hasil pengukuran lapangan dilakukan dianalisis data untuk mengetahui kondisi kawasan yang diukur secara kuantitatif. Dibawah ini adalah beberapa nilai indeks yang dihitung dari data analisis vegetasi. a. Indeks Nilai Penting (INP) Indeks Nilai Penting (INP) ini digunakan untuk menetapkan dominasi suatu jenis terhadap jenis lainnya atau dengan kata lain nilai penting menggambarkan kedudukan ekologis suatu jenis dalam komunitas. Indeks Nilai Penting dihitung berdasarkan penjumlahan nilai Kerapatan Relatif (KR), Frekuensi Relatif (FR) dan Dominansi Relatif (DR), (Mueller-Dombois dan ellenberg, 1974 dalam Soerianegara dan Indrawan, 2005). INP
= KR + FR + DR ..........................................................( 1 )
Kerapatan
= Jumlah individu suatu jenis ..................................( 2 ) Luas areal sampel
KR
= Kerapatan suatu jenis x 100% ........................( 3 ) Kerapatan seluruh jenis
Dominansi
= Jumlah LBDS suatu jenis ........................................( 4 ) Luas areal sampel
DR
= Dominansi suatu jenis x 100% ...........................( 5 ) Dominansi seluruh jenis
Frekuensi
= Jumlah plot ditemukan suatu jenis ....................... ( 6) Jumlah seluruh plot
FR
= Frekuensi suatu jenis Frekuensi seluruh jenis
x 100% ........................( 7 )
b. Indeks Keanekaragaman Jenis (H’) Keanekaragaman jenis adalah parameter yang sangat berguna untuk membandingkan dua komunitas, terutama untuk mempelajari pengaruh gangguan biotik, untuk mengetahui tingkatan suksesi atau kestabilan suatu komunitas. Keanekaragaman
jenis
ditentukan
Keanekaragaman Shannon-Wiener :
dengan
menggunakan
rumus
Indeks
42
3.2.6. Distribusi Diameter Tegakan Tinggal Grafik distribusi tegakan tinggal dapat digambarkan menyerupai huruf J terbalik dengan pola persamaan eksponensial seperti diungkapkan oleh Meyer et al (1961), Davis dan Johnson (1987), Apanah dan Weiland (1993), Suhendang (1985) dan Bettinger et al (2009) melalui persamaan : N = N0 e-cDBH ...............................................................................................( 13 ) Dimana :
N
=
Kerapatan (Pohon /ha)
No
=
Konstanta
e
=
Nilai eksponensial
DBH =
Diameter setinggi dada
Persamanan tersebut mengandung komponen negatif pada diameter (DBH) yang berarti semakin besar diameter pohon maka semakin sedikit populasinya (N). 3.2.7. Pertumbuhan Tanaman Model pertumbuhan diameter tanaman Meranti diperoleh dengan cara membuat hubungan regresi antara diameter dengan umur.
Untuk membuat
persamaan tersebut dipergunakan data primer pertumbuhan diameter tanaman yang berumur 1, 2, 3, 4 dan 5 tahun. Pola persamaan regresi yang dikembangkan adalah : Log U = a + b Log D ......................................................................................( 14 ) Dimana
: U = Umur D = Diameter a, b adalah konstanta
Model pertumbuhan tinggi tanaman meranti diperoleh dengan cara membuat hubungan regresi antara tinggi dengan diameter.
Untuk membuat
persamaan tersebut dipergunakan data primer pertumbuhan tinggi dan diameter tanaman yang berumur 1, 2, 3, 4 dan 5 tahun. Pola persamaan regresi yang dikembangkan adalah : Log T = a + b Log D .......................................................................................( 15 ) Dimana
: T = Tinggi D = Diameter a, b adalah konstanta
Volume pohon dihitung dengan menggunakan rumus :
43
Volume Pohon = ¼ π D2T (0,45) (0,8) (0,7) .................................................. ( 16 ) Dimana :
π = 3,14 D = Diameter T = Tinggi
Areal efektif tanaman adalah areal dalam jalur tanam yang layak dipergunakan untuk tempat penanaman sehingga dapat menggambarkan jumlah tanaman sesungguhnya per hektar.
Areal efektif dapat dihitung dengan
persamaan sebagai berikut : Aef = (At – Att) / 100% ................................................................................( 17 ) Dimana :
Aef
= Areal efektif tanaman (% )
At
= Areal penanaman
Att
= Areal tidak layak tanam
3.2.8. Potensi Produksi Pada Beberapa Sistem Silvikultur Perbedaan Sistem silvikultur yang diterapkan dalam satu areal hutan akan berdampak pada produktivitas hutan.
Prediksi potensi produksi dilakukan
terhadap areal yang dikelola dengan penerapan sistem silvikultur TPTII. Areal yang dijadikan data dasar adalah areal blok TPTII tahun 2005, 2006, 2007, 2008 dan 2009. Dari data yang tersedia dianalisis potensi produksi pada akhir rotasi tebang dan daur.
Dari hasil analisis ini dihitung beberapa pola pengelolaan
produksi atas dasar sistem silvikultur. a. Potensi Produksi TPTI Potensi produksi pada areal hutan yang dikelola dengan menggunakan sistem silvikultur TPTI diprediksi setelah umur 25 tahun (akhir rotasi tebang). Penetapan rotasi tebang 25 tahun didasarkan atas lamanya daur tebang yang telah ditetapkan dalam penerapan silvikultur TPTII. Potensi produksi yang diperoleh dibedakan atas dasar kelompok diameter dan pengelompokan jenis kayu. Untuk limit diameter dibedakan pada besaran diameter 40 cm, 50 cm dan 60 cm , sedangkan untuk pengelompokan jenis dibedakan atas jenis komersial dan non komersial.
khusus untuk jenis komersial dibedakan lagi menjadi kelompok
Dipterocarpaceae dan Non Dipterocarpaceae. Untuk menghitung potensi tegakan perhektar pada masing-masing silvikultur TPTI dan TPTII dilakukan sebagai berikut :
44
i.
Riap diameter pohon ditentukan dari Petak Ukur Permanen (PUP) tahun pengukuran 2005 dan 2006.
ii.
Tinggi pohon ditentukan berdasarkan analisis regresi antara tinggi dengan diameter setinggi dada (Dbh) dari plot PUP tahun 2005 dengan menggunakan persamaan sebagai berikut Log T = Log a + b Log D ..................................................................... ( 18 ) Dimana :
iii.
T
= Tinggi pohon total (m)
D
= Diameter setinggi dada (cm)
a, b
= Konstanta
Tinggi bebas cabang ditentukan 45% dari tinggi total (Sarijanto; 2010), komunikasi pribadi di lapangan. Tbc = 0,45 T ...................................................................................... ( 19 ) Dimana :
iv.
= Tinggi bebas cabang (m)
T
= Tinggi total (m)
Untuk menghitung Volume pohon digunakan rumus sebagai berikut : Vph
D2 T] (Fk) (Fex) ........................................( 20 )
[(0,25) π
=
Dimana :
v.
Tbc
Vph
=
Volume Pohon
π
= D
=
Diameter
T
=
Tinggi Bebas Cabang
Fk
=
Faktor Keamanan
Fex
=
Faktor Ekploitasi
3,14
Penetapan potensi tegakan perhektar, luas areal petak contoh untuk TPTI yaitu 17m X 100m = 1700 m2 = 0,17 ha. Volume tegakan dikelompokan berdasarkan jenis komersial dan non komersial serta dari jenis komersial dibedakan menjadi kelompok Dipterocarpaceae dan non Dipterocarpaceae. Selanjutnya
masing-masing
kelompok
jenis
tersebut
dikelompokan
berdasarkan kelas diameter yaitu : kelas diameter 30 – 40 cm, 40 – 50 cm, 50 – 60 cm, 60 cm up dan 50 cm up. Untuk menghitung volume tegakan di setiap kelompok jenis dan kelas diameter dihitung berdasarkan volume masing-masing kelompok jenis dan kelas diameter dibagi luasan petak
45
contoh. Luasan petak contoh untuk TPTI adalah 0,17 ha sedangkan untuk TPTII luas petak contohnya 0,2 ha. b. Potensi Produksi Tanaman TPTII Apabila areal hutan dikelola dengan menggunakan Sistem silvikultur TPTII pada akhir daur akan diperoleh beberapa nilai potensi produksi yang didasarkan atas limit diameter tebangan dan perbedaan jumlah tanaman pada akhir daur. Jumlah tanaman pada akhir daur dapat berbeda-beda tergantung pada tingkat intensitas penjarangan. Limit diameter untuk tanaman Meranti dibatasi mulai dari 40 cm.
Jumlah tanaman dibedakan menjadi tiga katagori yaitu intensitas
penjarangan rendah dengan jumlah tanaman pada akhir daur 150 pohon/ha, Intensitas sedang dengan jumlah tanaman pada akhir daur 125 pohon/ha dan intensitas tinggi dengan jumlah tanaman pada akhir daur 100 pohon/ha. c. Potensi Produksi Tanaman TPTII dan Tegakan Sisa Apabila areal hutan dikelola dengan menggunakan Sistem silvikultur TPTII plus pengelolaan tegakan sisa yang terdapat pada Jalur Antara pada akhir daur akan diperoleh beberapa nilai potensi produksi yang didasarkan atas limit diameter tebangan dan perbedaan jumlah tanaman pada akhir daur . Jumlah tanaman pada akhir daur dapat berbeda-beda tergantung pada tingkat intensitas penjarangan. Limit diameter untuk tanaman Meranti yang ditebang dibatasi mulai dari 40 cm. Jumlah tanaman dibedakan menjadi tiga katagori yaitu intensitas penjarangan rendah dengan jumlah tanaman pada akhir daur 150 pohon/ha, intensitas sedang dengan jumlah tanaman pada akhir daur 125 pohon/ha dan intensitas tinggi dengan jumlah tanaman pada akhir daur 100 pohon/ha. Pada akhir daur akan ikut dipanen pula tegakan sisa yang terdapat pada Jalur Antara. Pada tegakan sisa di akhir rotasi tebang akan diperoleh beberapa nilai potensi produksi yang didasarkan atas batas limit diameter dan pengelompokan jenis kayu. Limit diameter dibatasi hanya pohon yang berdiameter minimal 40 cm saja yang akan dipanen. Pengelompokan jenis dibedakan atas jenis komersial dan non komersial.
Khusus untuk jenis komersial dibedakan lagi menjadi kelompok
Dipterocarpaceae dan Non Dipterocarpaceae.
46
3.2.9. Analisis data Tanah Pengukuran sifat kimia tanah adalah untuk melihat komponen-komponen unsur hara tanah, terutama unsur-unsur hara yang mempengaruhi terhadap pertumbuhan tanaman. Untuk kegiatan analisis tanah ini dilaksanakan di Laboratorium Departemen Tanah, Fakultas Pertanian IPB.
Sampel tanah
dianalisis secara lengkap mencakup sifat fisika, kimia dan biologinya. 3.2.10. Pendugaan Nilai Tengah, Keragaman dan Uji Beda Nyata Besarnya nilai rata-rata dan selang penduga dari seluruh komponen sifat fisik, kimia dan biologi tanah pada sampel tanah dan ditentukan secara statistik. Nilai rata-rata ditentukan dengan rumus sebagai berikut :
ni i=1
X Dimana :
Xi
=
.........................................................( 21 )
n X = Nilai rata-rata Xi = Nilai X ke i n = Banyaknya contoh
Nilai keragaman ditentukan dengan rumus : ni S2
=
Xi – ( Xi)2 / n
i=1
......................................................( 22 ) n-1
dimana : S2
= Nilai keragaman ke i
Sedang untuk mengetahui perbedaannya dilakukan uji beda nyata dari Tukey (Steel dan Torrie, 1980). Hasil uji beda nyata diklasifikasikan menjadi dua golongan peubah respon yaitu peubah respon tanah yang tidak berubah dan peubah respon tanah yang berubah.
Peubah respon tanah yang berubah
ditunjukan dengan hasil uji T yang berbeda nyata, sedangakan peubah respon tanah yang tidak berubah ditunjukan dengan hasil uji T yang tidak berbeda nyata.
47
3.2.11. Analisis Biplot Semua peubah respon tanah yang berbeda nyata selanjutnya dianalisis dengan menggunakan Biplot. Biplot adalah teknik statistika deskriptif yang dapat disajikan secara visual guna menyajikan secara simultan n obyek pengamatan dan p peubah dalam ruang bidang datar, sehingga ciri-ciri peubah dan obyek pengamatan serta posisi relatif antar obyek pengamatan dengan peubah dapat dianalisis. (Jollife, 1986, Rawlings 1988). Dengan analisis biplot dapat diperoleh Interpretasi dan informasi dari obyek berupa: a. Kedekatan antar obyek, dua obyek dengan karakteristik sama akan digambarkan
sebagai dua faktor yang posisi-nya berdekatan.
b. Keragaman peubah, Peubah dengan keragaman kecil digambarkan sebagai vektor yang pendek.
Begitu pula sebaliknya.
c. Hubungan antar peubah, Jika sudut dua peubah < 900 maka korelasi bersifat positif, Jika sudut dua peubah
> 900
maka korelasi bersifat negative,
semakin kecil sudutnya, maka semakin kuat korelasinya. d. Nilai peubah pada suatu obyek, Karakteristik suatu obyek bisa disimpulkan dari posisi relatifnya yang paling dekat dengan suatu peubah. 3.2.12. Analisis Hubungan Sifat-sifat Tanah dengan Tinggi Tegakan Shorea leprosula Analisis statistik ditujukan untuk mengidentifikasi peubah sifat-sifat tanah yang paling erat hubungannya dengan pertumbuhan tanaman Shorea leprosula pada jalur tanam serta mencari pola hubungan matematik antara peubah sifa-sifat tanah tersebut dengan peubah pertumbuhan tanaman. Model matematik yang digunakan berbentuk persamaan logaritma. mengacu kepada Wasis (2005) persamaan umum yang digunakan untuk penelitian hubungan sifat-sifat tanah dengan rata-rata tinggi tegakan Shorea leprosula adalah regresi linier berganda menurut persamaan sebagai berikut : Log Y = b0 + b1X1 + b2X2 + ............. + bnXn + E ................................( 23 ) Dimana :
Log Y
=
Rata-rata Tinggi
X1
=
1/Umur
X2, X3, X4, Xn =
Sifat-sifat Tanah
b0, b1, b2, bn
Konstanta
=
