...

PENGATURAN KERAPATAN TEGAKAN BAMBANG

by user

on
Category: Documents
17

views

Report

Comments

Transcript

PENGATURAN KERAPATAN TEGAKAN BAMBANG
PENGATURAN KERAPATAN TEGAKAN BAMBANG BERDASARKAN
HUBUNGAN ANTARA DIAMETER BATANG DAN TAJUK
Bambang (Michelia champaca) Stand Density Arrangement Base on Diametre Breast
Heigh and Crown Diametre Relationship
Agus Sumadi dan Hengki Siahaan
Balai Penelitian Kehutanan Palembang
Jl. Kol. H. Burlian Km 6,5 Kotak Pos 179, Puntikayu, Palembang
Telp./Fax. (0711) 414864
Naskah masuk : 21 Februari 2011; Naskah diterima : 25 Oktober 2011
ABSTRACT
Stand density arrangement plays an important role on development of plantation forest to obtain optimal
result. This research presents a way of bambang stand density arrangement based on crown development.
Optimal crown area (ca) is determined by regression equation between diameter of breast heigh (dbh) and
crown diameter (cd). While stand density is determined by dividing plantation area with optimal crown
area (ca). Data collection was carry out by measuring 380 tree sample on farm forestry in Lahat Regency,
Empat Lawang Regency, and Pagar Alam City. Regression equation both variable was formulated based
on 280 tree samples and validated of 100 samples remain. Result showed that correlation equation
between diametre brest heigh and crown diametre with the highest accuration is quadratic equation Cd =
3.15 + 0.0391 Dbh + 0.00251 Dbh2 (R2 68.52%, bias 0.2% dan RMSE 73.76%).
Keywords: Bambang, diametre breast height, crown diametre, stand density
ABSTRAK
Pengaturan kerapatan tegakan merupakan hal penting dalam pembangunan hutan tanaman untuk
memperoleh hasil yang optimal. Penelitian ini menyajikan suatu cara pengaturan kerapatan tegakan
bambang (Michelia champaca) berdasarkan perkembangan tajuk. Luas tajuk optimal (ca) ditentukan
berdasarkan hubungan regresi antara diameter batang setinggi dada (dbh) dengan diameter tajuk (cd).
Kerapatan tegakan ditentukan oleh pembagian luas areal penanaman dengan luas tajuk optimal.
Pengumpulan data dilakukan pada 380 pohon sampel yang terdapat pada hutan rakyat di Kabupaten
Lahat, Kabupaten Empat Lawang, dan Kota Pagar Alam. Persamaan regresi kedua variabel dibangun
menggunakan 280 data dan divalidasi dengan 100 data yang tersisa. Hasil penelitian menunjukkan bahwa
persamaan hubungan antara diameter tajuk dan diameter batang bambang yang memiliki ketelitian
tertinggi adalah persamaan kuadratik dengan rumus Cd = 3,15 + 0,0391 Dbh + 0,00251 Dbh2 (R2 68,52%,
bias 0,2% dan RMSE 73,76%).
Kata kunci: Bambang, diameter batang, diameter tajuk, kerapatan tegakan
I. PENDAHULUAN
Bambang termasuk dalam famili magnoliaceae dengan nama ilmiah Michelia
champaca. Pohon bambang merupakan jenis
kayu pertukangan dengan pertumbuhan cepat
yang menjadi unggulan Provinsi Sumatera
Selatan khususnya Kabupaten Empat Lawang,
Kabupaten Lahat dan Kota Pagar Alam. Jenis ini
sudah dikembangkan secara luas oleh masyarakat baik dengan pola monokultur maupun pola
campuran.
Budidaya bambang oleh masyarakat
masih dilakukan secara sederhana. Salah satu
259
Jurnal Penelitian Hutan Tanaman
Vol.8 No.5, Desember 2011, 259 - 265
cirinya adalah belum adanya pengaturan
kerapatan melalui pengaturan jarak tanam dan
penjarangan. Pengaturan kerapatan dilakukan
untuk memanfaatkan lahan secara optimal
berdasarkan kebutuhan tanaman akan ruang dan
sumberdaya yang meningkat sejalan dengan
pertumbuhannya tahun demi tahun. Pada saat
penanaman, tanaman dapat ditanam dengan jarak
tanam yang rapat agar batang tanaman tumbuh
lurus dan meninggi. Sejalan dengan waktu,
kerapatan harus dikurangi untuk menyediakan
ruang tumbuh bagi perkembangan tajuk dan
daerah perakaran serta untuk memacu pertumbuhan lateral (diameter).
Perkembangan tajuk dapat digunakan
sebagai dasar pengaturan kerapatan tegakan
karena perkembangan tajuk menggambarkan
ruang yang diperlukan oleh pohon untuk dapat
tumbuh secara optimal. Ruang yang diperlukan
oleh tajuk dapat menjadi dasar dalam menggambarkan pertumbuhan pohon serta memberikan gambaran kompetisi antara pohon.
Menurut Hann (1997), persamaan untuk
memprediksi dimensi tajuk di lokasi terbuka
dengan mempertimbangkan potensi biologi
perkembangan tajuk secara maksimum dikenal
sebagai maximum crown width (MCW),
sedangkan persamaan untuk pohon dengan tajuk
kecil karena adanya persaingan, disebut largest
crown width (LCW). LCW sering digunakan
dalam prediksi lebar tajuk pohon dalam tegakan
hutan.
Pembuatan persamaan allometrik hubungan antara diameter batang dan diameter tajuk
dapat menjadi dasar dalam menentukan jarak
tanam optimal dan mengatur kerapatan tegakan
saat penjarangan (Zuhaidi, 2009) serta menurut
Vanclay (1994) pemodelan lebar tajuk dapat
dijadikan indikator persaingan pohon. Tulisan ini
bertujuan untuk menyajikan suatu cara pengaturan kerapatan tegakan bambang (Michelia
champaca) berdasarkan perkembangan tajuk.
II. METODOLOGI
A. Lokasi Penelitian
Kegiatan penelitian dilakukan pada
tegakan bambang ( M. champaca ) yang
dikembangkan oleh masyarakat pada hutan
rakyat yang ada di Kabupaten Empat Lawang,
Kabupaten Lahat dan Kota Pagar Alam, Provinsi
Sumatera Selatan. Lokasi penelitian ini berada
pada ketinggian 150 - 1.100 m dpl.
260
B. Bahan Penelitian
Penelitian dilakukan pada pohon model
(kisaran) diameter antara 5,5 - 52,0 cm yang
memiliki batang dan tajuk normal untuk
mengetahui besarnya ruang tumbuh pohon pada
pengukuran diameter tajuk dilakukan 2 kali, yaitu
pada arah Utara-Selatan dan Barat-Timur.
C. Analisis Data
1. Analisis Regresi
Analisis data dilakukan dengan melakukan regresi antara peubah bebas diameter
setinggi dada (Dbh) dengan peubah tak bebas
diameter tajuk/crown diameter (Cd). Analisis
regresi dilakukan dengan menggunakan program
SPSS. Persamaan regresi yang digunakan untuk
menggambarkan hubungan kedua variabel
adalah sebagai berikut:
Cd = α0 + α1dbh …………………………………………………. (1)
Cd = α0 + α1dbh2 …………………………………………..……… (2)
Cd = α0 + α1 ln dbh ………………. ………………………….. (3)
Cd = α0 + α1dbh + α2dbh2 ………………….……………. (4)
Keterangan:
Cd : Diameter tajuk (m)
Dbh : Diameter batang setinggi dada (cm)
Α0 : Konstanta
α1, α2 : Koefisien regresi
2. Pemilihan Model Terbaik
Pemilihan model terbaik menurut
Gonzalez et al. (2007) ada tiga uji statistik dalam
evaluasi model terbaik diantaranya koefisian
determinasi yang disesuaikan (R2adj), bias, dan
akar rata-rata kuadrat simpangan (Root mean
square error) disingkat RMSE. Koefisien
determinasi menggambarkan proporsi variasi
total di sekitar nilai tengah yang dapat dijelaskan
oleh regresi. Penggunaan R2adj dilakukan karena
model yang diuji mempunyai jumlah parameter
yang berbeda, sehingga perlu penyesuaian
koefisien determinasi yang digunakan. Bias
menggambarkan penyimpangan antara pendugaan model dan data hasil pengamatan dan
root mean square error (RMSE) menggambarkan ketepatan dari pendugaan. Koefisien
determinasi (R2adj) diperoleh dari data penyusun
model sedangkan bias dan RMSE diperoleh dari
data independen untuk validasi model.
Persamaan dari tiga uji statistik tersebut adalah :
Pengaturan Kerapatan Tegakan Bambang Berdasarkan
Hubungan antara Diameter Batang dan Tajuk
Agus Sumadi dan Hengki Siahaan
2
Radj
n
(y
i=1 i
n
(y
i=1 i
= 1
Bias
RMSE
n
(y
i=1 i
– yi) / (n – p)
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
– yi) / (n – p)
A. Sebaran Data
– yi)
Pengukuran dimensi pohon yang menjadi
objek penelitian dilakukan terhadap 380 pohon
sampel yang terdapat pada 16 plot PUP yang
tersebar di tiga kabupaten/kota. Pohon sampel
yang terdapat di Kabupaten Empat Lawang
mewakili tegakan yang berada pada ketinggian
100 - 200 m dpl, Kabupaten Lahat mewakili
ketinggian tempat 350 - 450 m dpl serta Kota
Pagar Alam mewakili ketinggian 700 - 1.200 m
dpl. Penyusunan model diperoleh dari penggunaan 280 data digunakan sebagai data penyusun
model dan sisanya 100 data digunakan untuk
validasi model. Nilai maksimum dan minimum,
rata-rata dan simpangan baku masing-masing
data disajikan pada Tabel 1.
n
n
(y
i=1 i
– yi)2
n–p
Keterangan:
yi : nilai pengukuran ke-i
ŷ : nilai dugaan dari pengukuran ke-i
y : rata-rata nilai pengukuran
n : jumlah unit contoh
p : jumlah parameter
Tabel (Table) 1. Ringkasan data dbh dan diameter tajuk untuk (Data summary of dbh and crown
diametre)
Variabel
Data Model
Dbh (cm)
Diameter Tajuk (m)
Data Validasi
Dbh (cm)
Diameter tajuk (m)
Jumlah
Minimum
Maximum
Mean
280
280
5,50
2,30
52,00
12,75
18,64 ± 0 ,50
4,91 ± 0,09
100
100
5,90
2,40
51,00
11,15
19,48 ± 0,89
5,05 ± 0,16
rata-rata diameter tajuk 5,05 ± 0,16 m. Sebaran
data penyusun persamaan regresi dan data
validasi seperti pada digambarkan pada
Gambar 1.
14.00
12.00
12.00
10.00
10.00
8.00
Diameter Tajuk(m)
Diameter Tajuk(m)
Data penyusun persamaan regresi
sebanyak 280 data dengan diameter batang ratarata 18,64 ± 0,50 cm dan rata-rata diameter tajuk
4,91 ± 0,09 m, sedangkan data validasi model
rata-rata diameter batang 19,48 ± 0,89 cm serta
8.00
6.00
4.00
2.00
0.00
0
10
20
30
40
50
60
6.00
4.00
2.00
0.00
0
10
20
30
Dbh (cm)
Dbh (cm)
a
b
40
50
60
Gambar (Figure) 1. a. Sebaran data penyusun model, b. data validasi model (a. Fitting data model
distribution, b. validating of data model distribution)
261
Jurnal Penelitian Hutan Tanaman
Vol.8 No.5, Desember 2011, 259 - 265
RMSE pada tiap persamaan penyusun persamaan
disajikan pada Tabel 2 serta pemberian skoring
dan peringkat gabungan masing-masing
persamaan disajikan pada Tabel 3.
B. Pemilihan Model
Persamaan regresi dibangun berdasarkan
peubah bebas diameter setinggi dada dan peubah
tak bebas diameter tajuk. Nilai R2adj, bias dan
Tabel (Table) 2. Nilai R2adj, bias dan RMSE pada tiap persamaan yang diuji (R2adj, bias and RMSE value for
each equation tested)
No.
Model
R
1
Cd = 2.02 + 0.156 Dbh
2
Cd = 3.54 + 0.00330 Dbh
3
Cd = - 2.92 + 2.77 LnDbh
4
Cd = 3.15 + 0.0391 Dbh + 0.00251 Dbh
2
2
2
Bias
RMSE
67,37%
0,010
0,7578
69,60%
0,009
0,7563
57,94%
0,012
0,9139
69,76%
0,002
0,7376
adj
Tabel (Table) 3. Skoring dan peringkat gabungan tiap persamaan (Skoring and ranking for each equation
tested)
R 2 adj
Bias
RMSE
Jumlah
skor/ Sum
of score
3
3
3
9
3
2
2
2
6
2
4
4
4
12
4
1
1
1
3
1
Skoring/ scoring
No,
Model
1
Cd = 2.02 + 0.156 Dbh
2
Cd = 3.54 + 0.00330 Dbh
3
Cd = - 2.92 + 2.77 LnDbh
Cd = 3.15 + 0.0391 Dbh +
0.00251 Dbh 2
4
2
Keempat persamaan yang digunakan untuk menggambarkan hubungan antara diameter
batang dan tajuk pohon bambang mempunyai
kemampuan yang berbeda dalam menggambarkan hubungan kedua variabel yang ditunjukkan
oleh perbedaan nilai koefisien determinasi
masing-masing persamaan. Persamaan satu
merupakan persamaan linier menghasilkan
koefisien determinasi (R2adj) sebesar 67,37%.
Nilai koefisien determinasi ini memberikan
gambaran keragaman diameter tajuk yang dapat
diterangkan oleh keragaman diameter batang
sebesar 67,37% sedangkan 32,63% keragaman
diameter tajuk diterangkan oleh variabel lain.
Pada persamaan dua dengan mengkuadratkan
peubah tak bebas diameter dapat meningkatkan
koefisien determinasi sebesar 2,23% sedangkan
pada persamaan 3 yang merupakan persamaan
logaritmik cenderung menurunkan nilai koefisien determinasi sebesar 2,39%. Persamaan ke
262
Peringkat
gabungan/
ranking
empat merupakan persamaan kuadratik dengan
varibel Dbh dan Dbh2. Persamaan ini mempunyai
nilai koefisien determinasi tertinggi atau meningkat sekitar 2,01% dibandingkan persamaan linier
(persamaan satu), sehingga pada Tabel 3
persamaan ini mendapatkan skoring satu.
Bias memberikan gambaran penyimpangan antara nilai yang diberikan oleh model
dengan data baru (independent data) hasil
pengukuran yang tidak digunakan untuk
menyusun model. Menurut Huang et al. (2003)
model fitting berdasarkan data yang digunakan
untuk penyusunan model belum tentu mencerminkan kualitas hasil prediksi model,
sehingga validasi model harus dilakukan dengan
menggunakan independent data yang tidak
digunakan untuk menyusun model. Persamaan
linier menghasilkan bias sebesar 1%, sedangkan
persamaan dua dapat menurukan bias sebesar
0,1% sedangkan pada persamaan logaritmik
Pengaturan Kerapatan Tegakan Bambang Berdasarkan
Hubungan antara Diameter Batang dan Tajuk
Agus Sumadi dan Hengki Siahaan
cenderung meningkatkan bias sebesar 0,2%.
Persamaan kuadratik merupakan persamaan
dengan bias terkecil sebesar 0,2% atau menurunkan bias sebesar 0,8% dibandingkan pada persamaan linier sehingga persamaan ini mendapatkan skoring satu seperti pada Tabel 3 di atas.
Nilai RMSE menggambarkan ketepatan
dari pendugaan. Berdasarkan analisis menggunakan data independen, persamaan kuadratik
merupakan persamaan yang memiliki nilai
terendah. Penggunaan persamaan kuadratik
dalam memberikan gambaran hubungan antara
diameter tajuk dengan diameter batang memberikan ketepatan yang paling akurat. Persamaan
kuadratik meningkatkan ketepatan dalam
pendugaan sebesar 2,02% dibandingkan persamaan linier. Pada Tabel 3 persamaan kuadratik
mendapatkan nilai skoring satu sedangkan
persamaan logaritma memiliki skoring empat.
Persamaan regresi hubungan antara
diameter tajuk dan diameter batang berdasarkan
peringkat gabungan persamaan kuadratik Cd =
3,15 + 0,0391 Dbh + 0,00251 Dbh2 merupakan
persamaan yang memiliki ketelitian tertinggi.
Penggunaan persamaan kuadratik ini sesuai
dengan hasil penelitian Bechtold (2003) bahwa
hubungan antara diameter batang dan diameter
tajuk berpola kuadratik untuk beberapa jenis
pohon diAmerika Serikat Bagian Timur.
Pola sebaran data hubungan diameter
batang-tajuk dan kurva yang dibentuk oleh tiap
persamaan yang diperoleh digambarkan pada
Gambar 2. Berdasarkan gambar tersebut
persamaan kuadratik merupakan persamaan
yang memiliki pola yang lebih sesuai dengan
sebaran data hubungan antara kedua variabel.
D ia m e ter T a ju k (m )
14.00
12.00
10.00
8.00
6.00
4.00
2.00
0.00
0
10
20
30
40
50
60
Dbh (cm)
Cd
E1
E2
E3
E4
Gambar (Figure) 2. Hubungan antara dbh dengan diameter tajuk pada keempat persamaan yang diuji
(Dbh and crown diameter relationship for the forth equations tested)
C. Pengaturan Kerapatan Tegakan
Persamaan yang menggambarkan
hubungan dbh dan diameter tajuk pohon
bambang dapat digunakan untuk menentukan
jarak tanam dan kerapatan optimal pada
pembangunan hutan tanaman bambang.
Kerapatan tegakan optimal diperoleh dengan
membagi luas areal penanaman dengan
ruang/areal yang diperlukan oleh tajuk untuk
tumbuh normal. Berdasarkan persamaan terbaik
yang menggambarkan hubungan dbh dan
diameter tajuk yang diperoleh yaitu Cd = 3,15 +
0,0391 Dbh + 0,00251 Dbh2, dapat diperoleh
besarnya diameter tajuk optimal pada nilai dbh
tertentu. Nilai diameter tajuk optimal digunakan
untuk menghitung luas penutupan tajuk optimal
yang selanjutnya dapat digunakan untuk
menghitung jumlah individu tegakan dalam satu
satuan luas. Pada Tabel 4 disajikan jumlah
individu pohon (kerapatan tegakan) dalam satu
hektar lahan pada diameter tegakan tertentu.
263
Jurnal Penelitian Hutan Tanaman
Vol.8 No.5, Desember 2011, 259 - 265
Tabel (Table) 4. Nilai diameter tajuk, luas tajuk dan jumlah pohon/ha berdasarkan persamaan terpilih
(Crown diametre value, crown area, and number of tree per hectare base on selected
equation)
Dbh (cm)
Cd (m)
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
3,35
3,47
3,62
3,79
3,98
4,15
4,42
4,67
4,94
5,23
5,53
5,86
6,21
6,58
6,97
7,38
7,81
8,26
8,73
Tabel 4 yang menyajikan hubungan antara
dbh, diameter tajuk, dan kerapatan tegakan dapat
digunakan sebagai panduan dalam kegiatan
penjarangan. Kebutuhan individu pohon terhadap ruang disesuiakan dengan perkembangan
tajuknya yang bertambah besar sejalan dengan
pertumbuhan diameter batangnya. Hal ini juga
sejalan dengan pendapat Krajicek dalam Daniel
et al. (1987) bahwa luas penutupan tajuk
menggambarkan besarnya ruang tumbuh optimal
yang dapat digunakan oleh pohon dalam suatu
tegakan.
Tateno dan Kawaguchi (2002) menyatakan bahwa pada komunitas hutan, intensitas
cahaya yang tersedia untuk individu pohon pada
posisi vertikal berbeda secara besar. Hal tersebut
sejalan dengan pernyataan Yoda (1974) yang
diacu oleh Chazdon et al. (1996) bahwa gradien
intensitas cahaya di hutan El Pasoh, Malaysia
memperlihatkan penurunan PAR (Photosynthethically Active Radiation) secara eksponensial
dari tajuk lapisan atas (pada ketinggian pohon 30
m) sampai ke lantai hutan. Kondisi ini yang
menjadi landasan ilmiah bahwa ruang tumbuh
sangat berperan penting dalam besaran cahaya
yang diterima oleh tegakan untuk proses
fisiologinya.
264
2
Ca (m )
8,80
9,49
10,32
11,30
12,45
13,79
15,34
17,11
19,14
21,45
24,06
27,01
30,33
34,04
38,19
42,80
47,93
53,61
59,88
Kerapatan tegakan
(N/ha)
1.136
1.054
969
885
803
725
652
584
522
46 6
416
370
330
294
262
234
209
187
167
Apabila riap diameter tegakan telah
diketahui, maka besarnya dbh pada umur tertentu
dapat diketahui sehingga waktu pelaksanaan
kegiatan penjarangan dapat ditentukan secara
tepat. Pelaksanaan penjarangan yang tepat waktu
diharapkan dapat meningkatkan produktivitas
tegakan hutan tanaman bambang.
IV. KESIMPULAN
Persamaan hubungan antara diameter
tajuk dan diameter batang yang memiliki
ketelitian tertinggi adalah persamaan kuadratik
dengan rumus Cd = 3,15 + 0,0391 Dbh + 0,00251
Dbh2. Persamaan ini memiliki nilai R2 68,52%,
bias 0,2% dan RMSE 73,76%. Persamaan ini
dapat menjadi dasar dalam perhitungan
kerapatan optimal tegakan bambang.
DAFTAR PUSTAKA
Bechtold, W.A., 2003. Crown-Diameter
Prediction Models for 87 Species of StandGrown Trees in the Eastern United States.
Southern Journal of Applied Forestry,
Volume 27, Number 4, pp. 269-278(10).
Pengaturan Kerapatan Tegakan Bambang Berdasarkan
Hubungan antara Diameter Batang dan Tajuk
Agus Sumadi dan Hengki Siahaan
Chazdon, R.L. And N. Fetcher. 1984. Light
Environments of Tropical Forests. In.
Physiological Ecology of Plants of the Wet
Tropics (Medina, E., H.A. Mooney & C.
Vazquez-Yanes, editor). Dr W. Junk
Publishers, The Hague, Netherlands : 2750.
Daniel, T.W., J.A. Helms., dan F.S. Baker, 1987.
Prinsip-Prinsip Silvikultur. (Oemi HS,
editor). Gadjah Mada University Press.
Gonzales, M.S., I Canellas and G. Montero.
2007. Generalized Height Diameter and
Crown Diameter Prediction Models for
Cork Oak in Forests in Spain. Sistemas y
Recursor Forestales 2007 16 (1). 76-88.
Hann. D.W., 1997. Equations for Predicting the
Largest Crown Width of Stand-Grown
Trees in Western Oregon. ForRes Lab,
Oregon State Univ, Corvallis. Res Contrib
17. 14 pp.
Tateno, R. and H. Kawaguchi. 2002. Differences
in Nitrogen use Efficiency between Leaves
from Canopy and Subcanopy Trees.
Ecological Research 17: 695 - 704.
Zuhaidi, Y.A. 2009. Local Growth Model In
Modelling The Crown Diameter of Plantation-Grown Dryobalanops Aromatica.
Journal of Tropical Forest Science 21(1):
6671.
Vancly. JK. 1994. Modelling Forest Growth and
Yield. Application to Mixed Tropical
Forest. Centre for Agriculture and Biosciences International, Wallingford.
265
Fly UP