## PENGARUH PERUBAHAN TUTUPAN LAHAN TERHADAP KONDISI HIDROLOGIS KAWASAN DAERAH ALIRAN SUNGAI TALAU

## Alfred Umbu K. Ngaji
Program Studi Manajemen Pertanian Lahan Kering Politeknik Pertanian Negeri Kupang Jl. Adisucipto Penfui, P. O. Box. 1152, Kupang 85011

## ABSTRACT
The  affect  of  landcover  changes  on  regional  hydrological  conditions  of Talau  Watershed. Deforestation and  landcover  changes  are  influenced factors  on global  climate  changes.  NTT  is  one  province  in  Indonesia  which  has  dry  climate conditions  and  susceptible  to  that  changes.  Talau  watershed  is  one  of  some watershed in  NTT  which  has  a  dry  area  with  only  three  wet  months  in  a  year.  A hydrological model  (Gen  River)  is  used  to  study  and  estimate  water balance in  the watershed. Land use,  rainfall, soil, DEM and drainage characteristics are  the  main input components of  the model. Some plausible scenarios were simulated using this model.
Landcover  changes  in  this  area  were  studied  using  spatial  analysis.  Satellite imageries were analyzed using object based techniques to produce landcover maps of  1989  to  1999.  Land  classification  scheme  categorized  forest,  agroforest, plantation,  agriculture, grass,  rice  field,  settlement, clear  land  and  water  body.  To analyzed vegetation index, Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) was used as  one  of  the  variables  to  separate  forest,  tree  based  systems,  non  tree  based systems  and  non  vegetation.  Besides  tasseled-cap  transformation  was  used  to interpret  more  detailed  vegetation  type  differences. The  landcover changes  pattern showed  that  during  the  ten  years  period  forest  conversion  to   tree  based  system was  about 24  km 2 (3%)  and  there  was  15%  increase of  non-agricultural landcover, such as grass and bare land.
As  an  input  to  GenRiver,  the  landcover classes  were reclassified as forest, tree based  systems,  agriculture  and  non-agricultural  systems.  Conversion  of  105  km 2 non agricultural systems to  tree-based resulted in  the decrease of  run-off from 43% to 64% and decreasing run-off from 78% to 90% as forest. Decrease of tree landcover can  increase soil flow from  1%  to  7%  from  totally  rainfall. The  land  cover  changes did  not  affect  for  soil  quick  flow,  but  it  can  decrease  erosion  and  flood  in  wet season.
Keywords: dry land, landcover changes, hydrological modeling

## PENDAHULUAN
Deforestasi  dan  perubahan  tutupan  lahan  merupakan  hal-hal  yang berpengaruh dalam perubahan iklim global. Emisi karbon akibat deforestasi dan perubahan  lahan  sekitar  20%  dari  emisi  karbon  total,  yang  berakibat  pada perubahan  iklim  mikro  lokal  dan  siklus  hidrologis.  Terkait  dengan  dampak perubahan tersebut, NTT yang merupakan salah satu daerah kering di Indonesia dengan  jangka  waktu  musim  kemarau  lebih  panjang  dari  musim  penghujan (Lusiana et al. , 2008) akan merasakan dampak negatif karena ketidakberaturan siklus hidrologi terutama pada musim kemarau.
Dalam  siklus  hidrologi  terdapat  sejumlah  aliran  air  masuk (inflow) dan aliran  air  keluar (outflow) di  suatu  bentang  lahan  pada  suatu  periode  tertentu yang  dinamakan  dengan  neraca  keseimbangan  air.    GenRiver  merupakan  salah satu  perangkat  lunak  yang  dikembangkan  oleh  ICRAF,  dapat  digunakan  untuk menganalisa neraca keseimbangan air ini.
Proses   evapotranspirasi   dan   infiltrasi   air   merupakan   dua   parameter dalam  mengamati  siklus  air  di  alam,  yang  dalam  hal  ini  dipengaruhi  oleh  tipe tutupan  lahan.  Faktor  tanaman  ini  secara  keruangan  akan  terlihat  dengan faktor  penutupan  dan pola  perubahan  tutupan  lahan. Sistem  informasi geografi (SIG)  dan  penginderaan  jauh  merupakan  alat  yang  dapat  digunakan  untuk melakukan  pengamatan  pola  perubahan  tutupan  lahan  dalam  sebuah  lansekap dengan  bantuan  citra  satelit.  Salah  satu  metode  untuk  mengidentifikasi  kelas tutupan  lahan  adalah  sistem  klasifikasi  bertingkat (hierarchical  classification system) yang menggunakan pendekatan pengolahan citra berbasis obyek ( Object based   image   processing ).   Pendekatan   obyek   ini   diawali   dengan   proses segmentasi,  yaitu  membagi  wilayah  menjadi  poligon-poligon  kecil  berdasarkan kemiripan informasi spektral, bentuk maupun teksturnya (Oruc, 2002).
Sebagai  salah  satu  input untuk  GenRiver,  faktor  tutupan lahan digunakan  untuk  menghitung laju  evapotranspirasi  dan  infiltrasi air  di  wilayah  tersebut.  Demikian pula  untuk  perubahan  tutupan lahan  akan  mempengaruhi  laju pergerakan    air    secara    bentang lahan. Gambar 1. Lokasi Penelitian DAS Talau Penelitian    ini    bertujuan untuk    menganalisa    sebaran tutupan  lahan  di  DAS  Talau  dari tahun  1989  dan  tahun  1999, kemudian menganalisa
pola perubahannya.       Hasil       analisa tutupan  lahan  tersebut  digunakan  sebagai  input  untuk      melakukan  analisa hidrologi modeling neraca keseimbangan air.

## METODE PENELITIAN
Penelitian  dilakukan  di  daerah  aliran  sungai  Talau  yang  secara  geografis berada  pada  124°  46’  30”-125°  5’  30”  BT  dan  8°  57’  30”-9°  16’  40”  LS  dengan luas  sekitar  720  km 2 .  DAS  Talau  ini  secara  administrasi  terletak  di  Kabupaten Belu, Indonesia dan Timor Leste (Gambar 1).
Bahan-bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah:  (a).  citra landsat   TM-7   tanggal   20   September   1989   dan   landsat   Etm-7   tanggal   8 September  1999  dengan  resolusi  30  meter;  (b).  peta  topografi  Bakosurtanal tahun 2001 dengan skala 1: 25.000; (c). data Global Positioning System (GPS); Penelitian    ini    dilakukan    dengan    tahapan:    (1). Klasifikasi    Citra , menggunakan  metode  analisa  terbimbing  dengan  pendekatan  klasifikasi bertingkat  dengan  basis  obyek;  (2). Proses  pra-klasifikasi terdiri  atas  tiga segmentasi  yaitu: segmentasi   pertama dengan  skala  luas,  band  citra  yang
digunakan  adalah  band  1  sampai  band  6  dan  band  7; segmentasi  kedua skala semi   detail   dengan   menggunakan   skala   paramater   sebesar   15   untuk membangun  poligon.  Pada  segmentasi  ini  ditambahkan  informasi  Normalized Difference  Vegetation  Index  (NDVI)  yang  dibentuk  dari  band  3  dan  band  4. Selanjutnya dimodifikasi untuk mendapatkan nominal nilai dari 0  – 100 dengan asumsi  bahwa   estimasi   tutupan  lahan  yang   tertutup    semua   oleh  kanopi tanaman  adalah  100  dan  lahan  terbuka  mendekati  nilai  0  (nol); segmentasi ketiga, menggunakan  skala  paramater  sebesar  10  untuk  membangun  poligon. Pada  segmentasi  ini  ditambahkan  3  band  tasseled-cap,  yaitu  band  kecerahan (brightness),  kehijauan  (greennes)  dan  kebasahan  (wetness)  untuk  membantu membedakan  jenis  vegetasi.  (3). Proses  Klasifikasi ,  terdiri  atas: tingkat pertama , yaitu  proses  klasifkasi  yang  berdasarkan  hasil  segmentasi  pertama; tingkat kedua adalah  proses  klasifikasi  berdasarkan  kelas  daratan  yang  terdiri  dari empat  kelas  utama,  yaitu:  kelas  hutan,  tanaman  berbasis  pohon,  tanaman bukan  pohon  dan  bukan  vegetasi.  Pada  analisa  ini  menggunakan  6  band  dan nilai  NDVI; tingkat  ketiga adalah  mendetailkan  hasil  klasifikasi  4  kelas  utama pada tingkat kedua; (4). Pasca klasifikasi , pengelompokkan hasil klasifikasi citra landsat  menjadi  10  jenis  tutupan  lahan  hasil,  yaitu;  hutan,  wanatani, perkebunan,  pertanian,  semak,  alang-alang,  sawah,  pemukiman,  tanah  terbuka dan perairan; (5). Hasil klasifikasi sebagai input Model Hidrologi.

## Klasifikasi citra

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari  hasil  analisa  pada  data  tahun  1989  dan  tahun  1999  pada  tingkat kedua,  diketahui  bahwa  tutupan  lahan  hutan  memiliki  sebaran  spektral  nilai NDVI lebih dari 71. Tutupan lahan yang berbasis pohon dengan nilai NDVI dari 54.5 - 71, tutupan lahan vegetasi bukan pohon dengan sebaran nilai NDVI 42 – 54.5 dan tutupan lahan bukan vegetasi memiliki nilai NDVI kurang dari 42.
Hasil  analisa  tutupan  lahan  dari  data  tahun  1989  menunjukkan  luas hutan sebesar 30 km 2 ,  tutupan lahan berbasis pohon 32 km 2, lahan pertanian 158  km 2 ,  semak  60  km 2 ,  alang-alang  358  km 2 ,  sawah  74  km 2 ,  pemukiman  3 km 2 ,  lahan  terbuka  6  km 2 ,  perairan  1  km 2 .  Analisa  tutupan  lahan  dari  tahun 1989   ke   tahun   1999   menunjukkan   deforestasi   sebanyak   3%,   laju   lahan pertanian turun sebesar 18%, luas tutupan semak turun 3%. Selain itu terdapat peningkatan  luas  lahan  untuk  wanatani  sebesar  3%,  alang-alang  menjadi  10%, sawah  6%,  pemukiman  4%  dan  lahan  terbuka  5%.  Perubahan  penggunaan lahan dominan terjadi pada lahan yang kurang produktif dengan tutupan lahan alang-alang dan lahan terbuka sebesar 15%. Sementara peningkatan luas lahan produktif sebesar 10%, seperti kelas wanatani dan sawah.
Faktor  kebutuhan  lahan  untuk  pertanian  guna  menunjang  kebutuhan pangan  penduduk  juga  merupakan  pendorong  untuk  pembukaan  lahan  hutan. Penggunaan  lahan  yang  dominan  di  DAS  Talau  tahun  1999  adalah  padang rumput dengan luas sekitar 473 km 2 atau 66% dari keseluruhan luas DAS. Iklim yang  kering  karena  jarang  turun  hujan  dan  kedalaman  efektif  tanah  yang dangkal  karena  susunan  batuan  tanah  yang  berasal  dari  kapur  menyebabkan tanaman  atau  pohon  sulit  tumbuh.  Selain  itu  sistem  perladangan  berpindah umum  dilakukan  masyarakat.    Dalam  sistem  ini,  lahan  sering  dibiarkan  (bera) sampai  lahan  dianggap  layak  untuk  dikelola  kembali.  Kondisi  ini  menyebabkan
banyaknya  lahan  yang  nampak  seperti  padang  rumput.    Hal  ini  menyebabkan semakin  bertambahnya  lahan  yang  tertutupi  alang-alang  atau  menjadi  lahan terbuka yang kurang produktif dalam bidang pertanian.
Analisa hidrologi
Hasil  analisis  data curah  hujan  bulanan  stasiun  Sukabitek  tahun  1978- 1993  dan  stasiun  Tasifeto  Timur  (Kabupaten  Belu)  pada  tahun  1989-2002, menunjukkan  curah  hujan  tahunan  di  DAS  Talau  berkisar  antara  625-1838
mm/tahun      dengan      rata-rata curah  hujan  1634  mm/tahun. Perbedaan  kondisi  musim  hujan dan    musim    kering    ekstrim, dimana  sekitar  95%  hujan  turun pada  bulan  Desember  sampai Maret.  Pada  musim  kemarau  total curah  hujan  bulanan  sangat rendah  yaitu  kurang  dari  150 mm/bulan.  Suhu  udara  rata-rata berkisar  antara  23-27  C,  dengan potensi   evapotranspirasi   sebesar 1430    mm/tahun    Neraca    air. Evapotranspirasi              potensial Gambar  2.  Perubahan  tutupan  lahan  1989– 1999 DAS Talau tahunan  daerah  ini  sebesar  1430 mm atau sedikit  lebih  rendah  dari total  curah  hujan  tahunan  (1634
mm).  Evapotranspirasi  aktualnya  diperkirakan  sebesar  613  mm,  jauh  lebih rendah dari evapotranspirasi  potensial. Hal ini terjadi karena adanya perbedaan tingkat curah hujan antar musim yang cukup tinggi dan kapasitas simpanan air dalam  tanah  yang  terbatas.  Dari  sudut  pandang  ekohidrologi,  menanam  pohon di areal tersebut tidak akan dapat meningkatkan aliran dasar secara signifikan. Hasil  perhitungan  neraca  air  menunjukkan  tingkat  curah  hujan  1605 mm. Sepertiga  dari  jumlah  air hujan  tersebut akan  diuapkan,  sepertiga  diserap dalam  tanah  dan  sisanya  dialirkan  secara  perlahan  ke  sungai.   Hasil  simulasi dari  neraca  air  tersebut  menunjukkan  besarnya run  off di  dalam  areal  tersebut sekitar   22%  dari   total    wilayah.  Besarnya   run-off   ini   sangat  berpengaruh terhadap  besarnya  erosi  yang  selanjutnya  berdampak  pada  terjadinya peningkatan sedimen dan penurunan kualitas air.
Melalui  pendekatan  model  dapat  diketahui  pola  curah  hujan  tahunan yang  dikonversi  menjadi  debit  sungai.  Kapasitas  penyanggaan  debit  ( buffering capacity ) dan aliran bawah tanah di DAS Talau lebih rendah pada tahun dengan curah  hujan  yang  tinggi  yang  berdampak  pada  pembuangan  air  dalam  jumlah besar.  Kondisi  yang  sama  dapat  terjadi  pada  pembuangan  air  tanah  ( ground water  discharge ).  Debit  air  di  DAS  Talau  bersifat  musiman,  sehingga  memiliki resiko  tinggi  terjadinya  banjir  karena  luapan  air  dengan  jumlah  banyak  secara tiba-tiba.  Kondisi  tersebut  dapat  terjadi  pada  musim  hujan  karena  kapasitas simpanan  air  tanah  telah  maksimal  pada  saat  curah  tinggi  tanpa  adanya penyangga.
Konversi  lahan  tidak  produktif  (alang-alang  dan  lahan  terbuka)  menjadi sistem  wanatani  akan  mengurangi  limpasan  permukaan  sebesar  43-64%, sedangkan   konversi  menjadi   hutan   akan  mengurangi   limpasan   permukaan
sebesar  78  -  90%.  Ketika  lahan  tidak  produktif  dikonversi  ke  sistem  wanatani atau hutan, maka terjadi peningkatan aliran cepat  tanah sekitar 1-7% dari total curah  hujan.  Pergeseran  limpasan  permukaan  menjadi  aliran  cepat  tanah tersebut  menunjukkan  adanya  proses  aliran  air  menuju  ke  sungai  yang berlangsung  secara  berangsur-angsur  (lebih  dari  1  hari).  Karena  itu  dapat dikatakan  bahwa  dengan  meningkatnya  jumlah  penutupan  pohon  dapat mencegah  terjadinya  banjir  besar  dalam  periode  singkat.  Meskipun  demikian, peningkatan  jumlah  pohon  belum  berpengaruh  terhadap  aliran  dasar  pada musim  kemarau.  Kestabilan  aliran  dasar  tersebut  merupakan  petunjuk  adanya kondisi hidrologi yang masih bagus.
Analisa  lebih  lanjut  mengenai  hubungan  antara  perubahan  penggunaan lahan  dengan  kondisi  hidrologis  menunjukkan  hasil  yang  mirip  dengan  hasil perhitungan  neraca  air.  Konversi  lahan  tidak  produktif  menjadi  areal  wanatani atau hutan tidak  akan meningkatkan ketersediaan  air  di musim kering. Namun demikian,  menanam  pohon  dapat  mengurangi  limpasan  permukaan  dan meningkatkan  aliran  cepat  tanah  ( soil  quick  flow ).  Hal  ini  berarti  kapasitas penyangga DAS  meningkat  sehingga  air  hujan  tidak  akan  langsung  mengalir  ke sungai, sehingga resiko banjir secara tiba-tiba ( flash flood ) berkurang.

## KESIMPULAN
Hasil  analisa  memperlihatkan  bahwa  tutupan  lahan  hutan  memiliki  nilai NDVI >71, kelas  pepohonan 54.5-71,   kelas vegetasi bukan pepohonan 42-54.5, kelas  bukan  vegetasi  <42.  Perubahan  lahan  dari  tahun  1989–1999 memperlihatkan  penurunan  tutupan  hutan  sebesar  3  %  dan  penurunan  lahan pertanian  sebesar  18%.  Konversi  lahan  tersebut  berubah  menjadi  tanaman berbasis  pohon  sebesar  3%  dan  peningkatan  konversi  menjadi  lahan  tidak produktif seperti alang-alang dan lahan terbuka.
DAS  Talau  mempunyai  perbedaan  kondisi  musim  hujan  dan  musim kering  yang  ekstrim  sekitar  95%  hujan  turun  pada  bulan  Desember  sampai Maret,  sehingga  mempengaruhi  faktor  ketersediaan  air  yang  dibutuhkan  oleh tanaman.  Analisa  hidrologi  menunjukkan  bahwa  pada  musim  penghujan ketersediaan  air  melimpah  sehingga  mempengaruhi  penutupan  lahan.  Tutupan lahan berfungsi untuk menahan air terutama pada waktu musim penghujan dan mengurangi bahaya erosi, namun terjadi sebaliknya pada musim kemarau.

## DAFTAR PUSTAKA
King,  R.  O’hara,  C.  2000. Tasseled  Cap   Transformation  Mississippi  Coatal Corridor  July  21,  2000. National  Consortium  on  Remote  Sensing  in Transportation – Environmental Assement
Lusiana, B. Widodo, R. Noordwijk, M. V. Mulyoutami, E. Nugroho, Dudy Kurnia .2007. Rapid  Hydrological  Appraisal:   two   case  studies   in   integrating knowledge  of  watershed  functions  in  Indonesia .  World  Agroforestry  – Bogor Oruc,  M.  Marangoz,  A.M.  Buyuksalih,  G.  2002. Comparison  of  Pixel  Based  and Object-Oriented  Classification  Approaches  Using  Landsat-7  ETM  Spectral bands . http://cartesia.org/geodoc/isprs2004/comm4/papers//