## ANALISIS KEHILANGAN KARBON ORGANIK TANAH PADA ADAERAH ALIRAN SUNGAI DELI (DAS) DELI PROVINSI SUMATERA UTARA
Yulia Fitri Harahap Jurusan Pendidikan Geografi, Fakultas Ilmu Sosial Universitas Negeri Medan, Indonesia Email: yuliafitriharahap@gmail.com

## Abstract
This study aims to (1) Analyze the relationship between surface runoff and soil organic carbon loss in the Deli River Basin. (2) Determine the amount of soil organic carbon loss in the Deli DAS for a year. Observation and measurement techniques conducted this  research  at  the  sample  point,  namely  at  the  Deli  Watershed  outlet,  namely  by taking  water  samples  per  water  level  and  documentation  techniques  to  collect secondary  data  related  to  the  study  area.  Data  analysis  techniques  used  include qualitative data analysis techniques and qualitative analysis which provides for analysis of laboratory data for water sample testing to see organic carbon content per water level, statistical data analysis to analyze the influence and relationship of surface flow with water level in the Flow Area Deli River and calculate the total soil organic carbon loss in the Deli River Basin, and descriptive data analysis to describe soil organic carbon loss in the Deli River Basin. The results showed (1) there was an influence between surface runoff and soil organic carbon loss with a positive linear relationship where an increase would follow any increase in surface runoff in soil organic carbon loss, (2) soil organic carbon loss in the Deli River Basin was 6.04 tons/ha/ year.
Keywords: watershed, Soil Organic Carbon, High Water Level

## Abstrak
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  (1)  Menganalisis  hubungan  aliran  permukaan  dengan kehilangan  karbon  organik  tanah  di  DAS  Deli.  (2)  Mengetahui  jumlah  kehilangan karbon  organik  tanah  di  DAS  Deli  selama  setahun.  Penelitian  ini  dilakukan  dengan teknik observasi dan pengukuran pada titik sampel yaitu di outlet Daerah Aliran Sungai Deli yaitu dengan mengambil sampel air per tinggi muka air dan teknik dokumentasi untuk mengumpulkan data sekunder yang berkaitan dengan daerah penelitian. Teknik analisis  data  yang  digunakan  antara  lain  teknik  analisis  data  kualitatif  dan  analisis kuantitatif yang meliputi analisis data laboratorium untuk uji sampel air untuk melihat kadar  karbon  organik  per  tinggi  muka  air,  analisis  data  statistik  untuk  menganalisis pengaruh dan hubungan aliran permukaan dengan tinggi muka air di Daerah Aliran Sungai Deli serta menghitung total kehilangan karbon organik tanah di Daerah Aliran Sungai  Deli,  dan  analisis  data  deskriptif  untuk  mendeskripsikan  kehilangan  karbon organik tanah di Daerah Aliran Sungai Deli. Hasil penelitian menunjukkan (1) terdapat pengaruh antara aliran permukaan dengan kehilangan karbon organik tanah dengan hubungan linier positif dimana setiap terjadinya peningkatan aliran permukaan akan diikuti dengan peningkatan kehilangan karbon organik tanah, (2) kehilangan karbon organik tanah di Daerah Aliran Sungai Deli adalah sebesar 6,04 ton/ha/tahun.
Kata Kunci: DAS, Karbon Organik Tanah, Tinggi Muka Air
e-ISSN: 2622-9528 p-ISSN: 2301-606X

## PENDAHULUAN
Daerah  Aliran  Sungai  (DAS)  merupakan daerah yang dibatasi oleh topografi pemisah air yang terkeringkan oleh sungai atau sistem saling berhubungan sedemikian rupa sehingga semua aliran sungai yang jatuh di dalam akan keluar dari saluran lepas tunggal dari wilayah tersebut.  Sebagai  suatu  sistem,  dalam  DAS terdapat  masukan,  proses,  dan  keluaran. Masukan  berupa  hujan,  radiasi,  teknologi, sumberdaya  manusia.  Proses  yang  terjadi berupa  proses  fisika,  biologi,  kimia  yang meliputi  penguapan,  infiltrasi,  erosi,  longsor, pelapukan,  pengangkutan  dan  pengendapan sedimen,  aliran  energi,  serta  dinamika penduduk.  Keluaran  berupa  hasil  air,  hasil sedimen, unsur hara dan kimia yang terangkut oleh  aliran  sungai,  dan  hasil  dalam pengelolaan lahan oleh manusia (Haeruman, 1994 dalam Ashari, 2012).
Salah  satu  proses  yang  terjadi  di  dalam Daerah  Aliran  Sungai  adalah  proses  siklus karbon.  Siklus  karbon  tersebut  salah  satunya dipengaruhi  oleh  adanya  erosi.  Erosi merupakan  pengikisan  material  tanah  oleh media  tertentu  seperti  air,  angin,  dan sebagainya yang
mengakibatkan berpindahnya unsur hara, nutrien dan zat-zat organik  dalam  tanah  ke  tempat  lain.  Ketika terjadi  erosi  permukaan,  tanah  akan kehilangan  beberapa  unsur  yang  terdapat  di dalamnya  termasuk  karbon  organik  tanah. Karbon organik tanah yang telah tererosi akan masuk  kedalam  saluran  sungai  dan  mengalir sebagai material sedimen melayang ( Suspended  Load )  menuju  lautan  melalui outlet  DAS.  Peristiwa  tersebut  merupakan salah  satu  bagian  dari  siklus  karbon  global yang  sangat  penting  untuk  dikaji  demi keseimbangan lingkungan.
Karbon organik  tanah  (KOT) memainkan peranan  penting  dalam  siklus karbon  global, karena karbon organik tanah merupakan pole karbon  permukaan  bumi  yang  paling  besar. Tanah merupakan salah satu unsur terpenting dalam penyimpan karbon dalam skala global. Tanah  dapat  berfungsi  sebagai  sumber (source) (CO 2 ,  CH 4 dan  N 2 O)  atau  kuburan (sink) (CO 2 dan CH 4 ) dan berbagai gas rumah kaca, tergantung pada penggunaan lahan dan pengelolaannya (Lal, 2002 dalam
Widiyatmaka,dkk  2012).  Kehilangan  karbon organik tanah tidak terlepas dari proses erosi
yang disebabkan oleh tingginya curah hujan. Curah  hujan  yang  tinggi  menyebabkan munculnya aliran permukaan yang menyebabkan  erosi.  Aliran  permukaan tersebut  membawa  material  erosi  ke  saluran sungai  sebagai suspended  load .  Aliran permukaan  yang  terjadi  dapat  menambah tinggi muka air serta debit aliran pada sungai. Kehilangan  karbon  organik  tanah  dapat terjadi  di  Daerah  Aliran  Sungai  yang mengalami  degradasi.  Daerah  Aliran  Sungai (DAS)  Deli  merupakan  salah  satu  DAS  yang melintasi  kota  Medan  dari  hulu  hingga  hilir. Daerah  Aliran  Sungai  (DAS)  Deli  adalah sumber  air  utama  untuk  penghidupan masyarakat  di  Kota  Medan.  Namun,  dalam beberapa tahun  terakhir, debit air pada DAS Deli  telah  mengalami  penurunan  yang diakibatkan  oleh  perubahan  penggunaan lahan  yang  mengakibatkan  tingginya  tingkat erosi  yang  terjadi.  Tercatat  DAS  Deli mengalami  erosi  mencapai  rata-rata  179,6 ton/ha/tahun.  Berdasarkan  hasil  penelitian Hutapea, 2012, Sub DAS Petani menyumbang erosi terbesar yaitu dengan rata-rata erosi 60,9 ton/ha/tahun disusul Sub DAS Babura dengan rata-rata  erosi  36,4  ton/ha/tahun,  Sub  DAS Bekala dengan rata-rata erosi 38,7 ton/ha/tahun,  Sub  DAS  Simai-mai  dengan rata-rata  erosi  41,1  ton/ha/tahun,  Sub  DAS Paluh  Besar  dengan  rata-rata  erosi  1,8 ton/ha/tahun,  Sub  DAS  Sei  Kambing  dengan rata-rata erosi 0,5 ton/ha/tahun dan Sub DAS Deli dengan rata-rata erosi 0,2 ton/ha/tahun. Kondisi  tersebut  mengakibatkan  tingginya kehilangan karbon organik tanah yang dapat mengganggu  siklus  karbon  global  serta menurunkan kualitas tanah sebagai salah satu media  tumbuh  tanaman  dan  pendukung sistem kehidupan makhluk hidup lainnya. Tingginya  tingkat  erosi  di  DAS  Deli  tidak terlepas dari peranan hujan sebagai salah satu faktor terbesar yang menyebabkan terjadinya erosi. Menurut Hudson, 1979 (dalam Banuwa 2013),  kemampuan  hujan  di  daerah  tropis dalam  menimbulkan  erosi  lebih  besar daripada  daerah  beriklim  sedang.  Hal  ini disebabkan,  karena  curah  hujan  di  daerah tropis relatif mempunyai intensitas, lama dan jumlah  kejadian  hujan  yang  lebih  besar daripada di daerah beriklim sedang. DAS Deli merupakan  salah  satu  DAS  yang  terletak  di daerah  beriklim  tropis  dengan  curah  hujan harian  maksimum  mencapai    155  mm.  Hal
e-ISSN: 2622-9528 p-ISSN: 2301-606X
tersebut tentu menjadi salah satu faktor yang sangat  berpengaruh  terhadap  kehilangan karbon  organik  tanah,  ditambah  dengan perubahan  penggunaan  lahan  yang  telah terjadi dalam beberapa tahun terakhir di DAS Deli. Kehilangan karbon organik tanah perlu diteliti  untuk  mengetahui  dan  menetapkan langkah  yang  tepat  dalam  pelestarian lingkungan  baik  dalam  skala  lokal  maupun skala global.
Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk menganalisis hubungan antara aliran permukaan  dengan  kehilangan  karbon organik tanah pada DAS Deli dan mengetahui jumlah kehilangan karbon organik tanah pada DAS Deli selama setahun.

## METODE PENELITIAN
Penelitian dilakukan di DAS Deli, Provinsi Sumatera  Utara.  Pemilihan  lokasi  ini didasarkan kepada:
• Sungai  Deli  merupakan  salah  satu  yang melalui  kota  Medan  dan  menjadi  salah satu  sungai  yang  berkaitan  langsung dengan  sistem  kehidupan  masyarakat  di Kota Medan
• DAS Deli telah mengalami degradasi lahan dan perubahan penggunaan lahan selama beberapa tahun terakhir sehingga berpotensi  terjadinya  kehilangan  karbon organik tanah yang sangat besar
• Berdasarkan penelitian sebelumnya, Tingkat  Bahaya  Erosi  pada  DAS  Deli termasuk  kedalam  kategori  erosi  berat dengan  407,21  ton/ha/tahun  (Rahmad, 2017). Sejalan dengan tingginya laju erosi, peneliti  tertarik  untuk  meneliti  karbon organik yang hilang oleh erosi tersebut.
Populasi  dalam  penelitian  ini  adalah seluruh  material  erosi  yang  terangkut  oleh aliran  permukaan  di  DAS  Deli,  Sumatera Utara.  Adapun  sampel  dalam  penelitian  ini adalah  sampel  air  yang  diambil  pada outlet sungai  Deli  pada  variasi  ketinggian  muka  air yaitu  3  sampel  diambil  pada  saat  setelah terjadi hujan dan 3 sampel diambil pada saat tidak  terjadi  hujan.  Teknik  yang  digunakan dalam  mengambil  sampel  air  adalah  teknik purposif sampel  pada setiap ketinggian muka air.  Pengambilan  sampel  air  menggunakan teknik point integrating sample atau integrasi titik.  Teknik  pengumpulan  data  pada
penelitian  ini  dilakukan  dengan  teknik  yaitu teknik observasi dan dokumentasi. Observasi dan pengukuran dilakukan pada titik sampel yaitu di outlet DAS yaitu dengan mengambil sampel air per tinggi muka air yang kemudian masing-masing  sampel  akan  diuji  kadar karbon organik
tanahnya. Teknik dokumentasi dilakukan untuk mengumpulkan data sekunder yang berkaitan dengan daerah penelitian  seperti  curah  hujan,  jenis  tanah, batas  administrasi,  kemiringan  lereng, penggunaan lahan, data tinggi muka air dan data debit air tahunan.
Teknik analisis data yang digunakan antara lain teknik analisis data kualitatif dan analisis kuantitatif  yang  meliputi  analisis  data laboratorium,  analisis  statistik  dan  analisis deskriptif.  Uji  laboratorium  dilakukan  untuk mendapatkan  konsentrasi  karbon  organik dalam  muatan  sedimen  pada  setiap  tinggi muka air. Metode/alat yang digunakan untuk menganalisis sampel  adalah  spektrofotometri yang dilakukan di Laboratorium Balai Teknik Kesehatan  Lingkungan  dan  Pengendalian Penyakit (BKLPP). Kelas I Medan. Analisis data statistik  meliputi  Analisis  korelasi  pearson digunakan  untuk  menganalisis  hubungan aliran permukaan dengan kehilangan karbon organik  tanah.  Pengaruh  aliran  permukaan terhadap  kehilangan  karbon  organik  tanah dapat diketahui dengan analisis statistik regresi linier  dengan  menjadikan  tinggi  muka  air sebagai  variabel  bebas  (X)  dan  konsentrasi karbon  organik  sebagai  variabel  terikat  (Y). Hasil  analisis  regresi  akan  menghasilkan persamaan dan nilai korelasi. Persamaan yang dihasilkan  oleh  analisis  regresi  digunakan untuk menghitung kehilangan karbon organik tahunan  di  DAS  Deli  yaitu  dengan mensubstitusi  nilai  tinggi  muka  air  bulanan DAS Deli yang didapat dari BWS II Wampu Sei Ular terhadap nilai X.
Kehilangan  karbon  organik  tahunan didapatkan dari penjumlahan rerata kehilangan  karbon  organik  bulanan.  Rerata kehilangan  karbon  organik  bulanan  tersebut kemudian  dibuat  menjadi  sebuah  kurva kehilangan  karbon  organik  bulanan.  Jumlah total kehilangan karbon organik tanah selama setahun  diperoleh  dengan  penjumlahan konsentrasi  karbon  organik  setiap  bulan. Penjumlahan  kehilangan  karbon  organik setiap  bulan  selama  setahun,  didapatkan dengan menghitung luas daerah yang berada
di  bawah  kurva  kehilangan  karbon  bulanan tersebut.  Luas  dibawah  kurva  kehilangan karbon organik dihitung
dengan menggunakan  metode  konsep  Integral Reimenn. Sebagian luas kurva dihitung dengan menggunakan integral tentu dengan rumus:
∫ 𝐹(𝑥) 𝑑(𝑥) 𝑏 𝑎 dan  bagian  luas  kurva  dihitung  dengan menggunakan rumus luas segitiga dan persegi panjang yaitu: Luas persegi panjang = panjang x lebar Luas segitiga = 𝑎𝑙𝑎𝑠 𝑥 𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖 2
Setelah  luas  kurva  kehilangan  karbon organik  tanah  didapatkan,  selanjutnya  maka akan  didapatkan  kehilangan  karbon  organik tanah  tahunan  DAS  Deli  dalam  satuan  mg/l yang kemudian diubah ke dalam ton/ha/tahun yaitu  dengan  mengalikan  hasil  luas  kurva dengan  total  debit  air  DAS  Deli  (liter)  yang akan  dikonversikan  ke  satuan  ton  kemudian dibagikan dengan luas DAS Deli (Ha).

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hubungan Aliran Permukaan dengan Kehilangan  Karbon  Organik  Tanah  di  DAS
Deli Provinsi Sumatera Utara
Kehilangan  karbon  organik  tanah  dapat terjadi  oleh  aliran  permukaan  yang ditimbulkan oleh energi kinetik air hujan yang
menyebabkan  butiran-butiran  dalam  tanah terhempas  ke  tempat  lain.  Butiran-butiran tanah tersebut kemudian akan dibawa oleh air ke  saluran  sungai  sebagai suspended  load . Analisis  statistik  korelasi  pearson  dilakukan untuk  melihat  ada  tidaknya  hubungan  yang signifikan  antara  aliran  permukaan  dengan kehilangan karbon organik tanah di DAS Deli dengan  menggunakan Software SPSS  20. Setelah  melihat  hubungan  antara    aliran permukaan  dengan  kehilangan  karbon organik  tanah  di  DAS  Deli  kemudian  dibuat Carbon  Organic  Rating  Curve dengan membandingkan 2 variabel yaitu tinggi muka air  (cm)  dengan  konsentrasi  karbon  organik (mg)/l. Variabel tinggi muka air mengindikasikan  tingkat  tinggi  rendahnya aliran  permukaan  yang  terjadi  pada  DAS sedangkan  konsentrasi  karbon  organik menunjukkan  besaran  karbon  organik  yang terkonsentrasi  dalam  muatan  suspensi  yang dibawa  oleh  aliran  sungai  yang  merupakan hasil dari erosi permukaan.
Carbon  Organic  Rating  Curve disusun dengan menggunakan analisis statistik regresi linier.  Variabel  yang  digunakan  yaitu  tinggi muka  air  yang  didapat  dari  pengukuran lapangan  di  titik  lokasi  pengambilan  sampel yaitu hilir Sungai Deli dan konsentrasi karbon organik  yang  didapat  dari  hasil  analisis  uji laboratorium.  sampel  air  berdasarkan  tinggi muka  air.  Hasil  pengukuran  tinggi  muka  air dan konsentrasi karbon organik dapat dilihat pada Tabel 1 sebagai berikut:
Tabel 1. Hasil Pengukuran Tinggi Muka Air dan Konsentrasi Karbon Organik pada Daerah Aliran
Sungai (Deli) No Kondisi Tinggi Muka Air (cm) Karbon Organik (mg/l) 1 2 3 4 5 6 Tidak Terjadi Hujan Tidak Terjadi Hujan Tidak Terjadi Hujan Sesaat Setalah Hujan Sesaat Setelah Hujan Sesaat Setelah Hujan 278 262 292 330 322 306 19 17 19 40 34 20
Sumber: Hasil Pengukuran Lapangan dan Analisis Laboratorium, 2018
Tabel 1. menunjukkan konsentrasi karbon organik pada masing-masing tinggi muka air. Tinggi  muka  air  rata-rata  pada  saat  tidak terjadi  hujan  adalah  277,3  cm  sedangkan pada  saat  setelah  terjadi  hujan  adalah  319,3 cm. Dapat dilihat pada Tabel 1. bahwa tinggi
muka air bervariasi, hal ini dikarenakan waktu pengambilan  sampel  air  yang  sengaja dilakukan dalam 2 kondisi yaitu sesaat setelah hujan  dan  ketika  tidak  terjadi  hujan. Berdasarkan  Tabel  1.  dapat  dilihat  bahwa semakin tinggi nilai tinggi muka air maka akan
e-ISSN: 2622-9528 p-ISSN: 2301-606X
diikuti  dengan  peningkatan  konsentrasi karbon organik, hal tersebut dapat dilihat dari nilai  tinggi  muka  air  yang  paling  besar  yaitu sebesar  330  cm  terdapat  nilai  konsentrasi karbon  organik  yang  paling  besar  juga  yaitu sebesar  40  mg/l,  begitu  juga  sebaliknya  nilai tinggi  muka  air  terendah  yaitu  262  cm mengandung konsentrasi karbon organik yang paling rendah juga yaitu 17 mg/l.
Berdasarkan  hasil  analisis  SPSS  20 diperoleh  koefisien  korelasi pearson adalah sebesar  0,023  dengan  nilai  signifikasi 0,023<0,05.  Hasil  tersebut  menunjukkan terdapat  hubungan  yang  signifikan  antara tinggi  muka  air  dengan  konsentrasi  karbon
organik,  hal  itu  berarti  bahwa  terdapat hubungan  yang  cukup  signifikan  antara terjadinya aliran permukaan dengan kehilangan karbon organik tanah.
Pengaruh tinggi muka air yang mengindikasikan  aliran  permukaan  terhadap konsentrasi  karbon  organik  tanah  dapat dilihat dari hasil analisis statistik regresi linier dengan  menjadikan  tinggi  muka  air  sebagai variabel  X  dan  debit  karbon  organik  karbon organik sebagai variabel Y. Berdasarkan hasil analisis  statistik  regresi  linier  dengan menggunakan  SPSS,  maka  didapatkan  hasil analisis pada tabel 2.
Tabel 2. Hasil Analisis Regresi Antara Debit Karbon Organik(Y)  dengan Tinggi Muka Air(X) Persamaan hasil regresi r 2
t hitung Nilai sigifikasi Nilai Probabilitas
Y = -71,848 + 0,324x 0,764 3,597 0,023 0,05 Sumber: Hasil Analisis, 2018
Uji    probabilitas  dan  uji  nilai  t  kemudian dilakukan  untuk  melihat  ada  atau  tidaknya pengaruh  variabel  X  (tinggi  muka  air) terhadap  variabel  Y  (konsentrasi  karbon organik), sebagai berikut:
• Uji Probabilitas: berdasarkan hasil analisis, nilai  signifikasi  yang  didapat  adalah sebesar  0,023.  Nilai  tersebut  lebih  kecil dari nilai probabilitas 0,05 (0,023<0,05) hal tersebut menunjukkan bahwa variabel Tinggi  muka  air  (X)  berpengaruh terhadap  variabel  Y  (konsentrasi  karbon organik).
• Uji  nilai  t:  nilai  t hitung yang  didapat  dari hasil  analisis  adalah  3,597,  nilai  tersebut lebih besar dari nilai t tabel sebesar  3,18245 (lampiran  3)  atau  t hitung 3,597>  t tabel 3,18247.  Hal  tersebut  juga  memperkuat adanya  determinasi  atau  pengaruh variabel X terhadap variabel Y.
Berdasarkan  hasil  analisis  tabel  2.  maka didapatkan  hasil Carbon  Organic  Rating Curve yang dimuat pada gambar 1.
Gambar 1. Pengaruh Antara Tinggi Muka Air dengan  Konsentrasi Karbon Organik di DAS Deli
Berdasarkan  Gambar  1.  dapat  diketahui bahwa  terdapat  pengaruh  yang  cukup signifikan  antara  aliran  permukaan  dengan kehilangan karbon organik tanah yang terjadi di  DAS  Deli.  Hal  tersebut  dapat  dilihat  dari setiap  penambahan  tinggi  muka  air  yang mengindikasikan terjadinya aliran  permukaan maka akan menimbulkan kenaikan konsentrasi karbon organik tanah. Berdasarkan analisis tersebut dapat disimpulkan  bahwa  hubungan  antara  aliran permukaan  dengan  kehilangan  karbon organik  tanah  di  DAS  Deli  bersifat  positif. Sedangkan  jika  dilihat  dari  besaran  nilai koefisien  determinasi  pada  analisis  regresi yaitu  sebesar  0,764  dapat  diketahui  bahwa aliran  permukaan  mempengaruhi  kehilangan karbon organik tanah sebesar 76,4%. Angka tersebut  merupakan  angka  yang  cukup signifikan  sehingga  dapat  diartikan  bahwa kehilangan  karbon  organik  tanah  pada  DAS Deli  dipengaruhi  oleh  aliran  permukaan sebesar 76,4% sedangkan 23,6% disebabkan oleh faktor lain.
Jumlah  Kehilangan  Karbon  Organik  Tanah pada DAS Deli Per Tahun
Jumlah  kehilangan  karbon  organik  tanah per tahun dapat dicari dengan menggunakan persamaan  yang  telah  didapat  dari  hasil analisis regresi linier yaitu:
Y = -71,848 + 0,324x
Jumlah  kehilangan  karbon  organik  tanah per  tahun  merupakan  jumlah  integral  dari kehilangan  karbon  organik  tanah  bulanan  di DAS  Deli  selama  setahun.    Oleh  karena  itu, kehilangan  karbon  organik  tanah  tahunan didapatkan dengan mengakumulasikan rerata konsentrasi  karbon  organik  bulanan  yang terjadi di DAS Deli. Adapun rerata konsentrasi karbon  organik  bulanan  dapat  diprediksi dengan  menggunakan  persamaan  yang  telah didapat dari hasil analisis regresi sebelumnya yaitu dengan mensubstitusi nilai x dengan data rerata  tinggi  muka  air  di  DAS  bulanan  yang telah didapat dari Balai Wilayah Sungai (BWS) II.  Besarnya  nilai  Y  atau  nilai  kehilangan karbon  organik  tanah  yang  dinyatakan dengan  konsentrasi  karbon  organik    dapat diperoleh  dari  hasil  persamaan  hasil  regresi. Rerata bulanan konsentrasi karbon organik di Daerah  Aliran  Sungai  (DAS)  selama  setahun dapat dilihat pada tabel 3.
Konsentrasi Karbon Orga nik (mg/l)
Tinggi Muka Air (Cm)
Tabel 3. Rara-rata Bulanan Besaran Konsentrasi Karbon Organik di
Daerah Aliran Sungai (DAS) selama Setahun Bulan Rata-Rata Tinggi Muka Air  Konsentrasi Karbon Organik Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember 347,10 282,76 224,84 228,00 260,32 274,33 279,03 309,68 312,67 338,06 330,67 345,16 40,98 20,13 1,36 2,39 12,86 17,40 18,92 28,85 29,82 38,05 35,65 40,35 Sumber: Hasil Analisis dan Perhitungan, 2018
Kehilangan  karbon  organik  pada  Daerah Aliran Sungai selama setahun kemudian akan didapat dari kurva yang disusun dari Tabel 3, kurva  akan  menunjukkan  kehilangan  karbon organik  selama  setahun.  Jumlah  total kehilangan  karbon  organik  tanah  selama setahun  diperoleh  dengan  penjumlahan
konsentrasi  karbon  organik  setiap  bulan. Jumlah  kehilangan  karbon  organik  setiap bulan  selama  setahun  didapat  dengan menghitung  luas  daerah  yang  berada  di bawah  kurva  kehilangan  karbon  bulanan. Kurva  kehilangan  karbon  organik  pada  DAS Deli ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Kurva Kehilangan Karbon Organik di DAS Deli
Luas  dibawah  kurva  kehilangan  karbon organik  diketahui  dengan  menggunakan metode  konsep  Integral  Reimenn.    Kurva dibagi menjadi 2 bagian, bagian pertama yaitu
daerah  kurva parabola (antara titik 1-11 pada sumbu  X)  dan  bagian  kedua  adalah  daerah berbentuk  persegi  panjang  dan  segitiga (antara titik 11-12 pada sumbu X). Luas bagian
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 K arb on O rg anik (m g/ l) Bulan
e-ISSN: 2622-9528 p-ISSN: 2301-606X
pertama  dihitung  dengan  menggunakan integral  tentu  sedangkan  luas  bagian  kedua dihitung dengan menggunakan rumus persegi panjang  dan  segitiga.  Luas  daerah  dibawah kurva dihitung sebagai berikut:
Luas 1 Luas daerah 2 dihitung dengan menggunakan  rumus  integral  tentu,  yaitu dengan persamaan:
∫ 𝐹(𝑥) 𝑑(𝑥) 𝑏
𝑎
dengan  f(x)  adalah  fungsi  kuadrat  dari parabola  antara  titik  (1,11).  Pengoperasian integral  tentu  dapat  dilakukan  dengan mencari  fungsi  kuadrat  dari  parabola  yang akan dihitung dengan integral. Fungsi kuadrat didapatkan dengan membuat kurva parabola menggunakan  Aplikasi  Microsoft  Excel sehingga  didapatkan  fungsi  f(x)  secara otomatis. Berikut kurva parabola luas daerah 1 pada kurva konsentrasi karbon organik:
Gambar 3. Kurva Parabola (Luas 1) Konsentrasi Karbon Organik
Gambar  3  menunjukkan  bahwa  fungsi  f(x) dari parabola adalah: F(x) = y = 0,4628x + 17,526 Hasil integral dari fungsi F(x) = y = 0,4628x + 17,526 adalah 203,02 satuan. Luas 2 Luas daerah 2 dihitung dengan menggunakan  rumus  segitiga  dan  segiempat, adapun  daerah  luas  2  pada  kurva  terdapat pada Gambar 4. 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 K arb on O rg anik (m g/ l) Bulan y = 0,4628x + 17,526 R² = 0,0133
Gambar 4. Kurva Parabola Persegi Panjang dan Segitiga (Luas 2) Konsentrasi Karbon Organik
Hasil perhitungan luas 2  didapatkan luas persegi panjang adalah sebesar 35,65 satuan dan luas segitiga adalah 0,5 satuan sehingga diperoleh total luas 2 adalah sebesar 36,15 satuan. Sedangkan luas total adalah 203,02 + 35,72 = 239,17  satuan Nilai  hasil  perhitungan  masih  dinyatakan dalam  satuan  mg/l,  yang  menunjukkan  nilai total kehilangan karbon organik untuk setiap liter debit air di DAS Deli. Perolehan nilai total seluruh  karbon  organik  yang  hilang  selama setahun  di  DAS  Deli  didapatkan  dengan mengalikan nilai perhitungan tersebut dengan besarnya  volume  air  yang  terjadi  selama setahun (liter) di DAS Deli. Berdasarkan hasil perhitungan, total kehilangan karbon organik tanah  di  DAS  Deli  selama  setahun  adalah 286.078,47 ton/tahun. Hasil tersebut kemudian dikonversikan kedalam satuan ton dan  dibagikan  dengan  total  luas  DAS  Deli yaitu 47.298,01 Ha sehingga didapatkan total kehilangan  karbon  organik  tanah  pada  DAS Deli selama setahun dalam satuan ton/ha/tahun.  Berdasarkan  hasil  perhitungan didapatkan  hasil  yang  menunjukkan  bahwa total  kehilangan  karbon  organik  tanah  pada DAS Deli adalah sebesar 6,04 ton/ha/tahun.
Pembahasan Berdasarkan  hasil  penelitian,  diketahui bahwa  tinggi  muka  air  memiliki  hubungan yang  signifikan  dengan  konsentrasi  karbon organik tanah di DAS Deli yang berarti bahwa
aliran permukaan berhubungan dengan proses kehilangan  karbon  organik  tanah.  Hal  ini sejalan dengan penelitian Ashari (2010) yang menunjukkan adanya pengaruh erosi permukaan  terhadap  kehilangan  karbon organik tanah.
Pengaruh dari aliran permukaan terhadap kehilangan karbon organik tanah di DAS Deli ada  sebesar  76,4%  sedangkan  23,6% dipengaruhi  oleh  faktor  lainnya.    DAS  Deli merupakan salah satu daerah dengan tingkat erosi  yang  cukup  tinggi.  Tercatat  DAS  Deli mengalami erosi mencapai 407,21 ton/ha/tahun  (Rahmad,  2017)  yang  masuk kedalam  tingkat  erosi  berat.  Erosi  tersebut tentu  disebabkan  oleh  adanya  aliran permukaan  yang  menyebabkan  pengikisan atau  penghanyutan  material  tanah  termasuk di  dalamnya  karbon  organik  tanah.  Angka tersebut merupakan angka yang cukup besar sehingga  menyebabkan  hilangnya  karbon organik tanah yang cukup besar, yaitu ketika terjadi  aliran  permukaan  maka  akan  terjadi peningkatan  kehilangan  karbon  organik tanah.
Perubahan  penggunaan  lahan  juga merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi  kehilangan  karbon  organik tanah di DAS Deli.  Lahan di daerah hulu yang seharusnya  merupakan  kawasan  hutan  tidak seluruhnya  tertutup  vegetasi.  Hal  tersebut dikarenakan maraknya penebangan liar yang merusak hutan sehingga fungsi hutan sebagai
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 K arb on O rg anik (m g/ l) Bulan L U A S 2
daerah  tangkapan  hujan  dan  sebagai pengendali  erosi  tidak  berjalan  sebagaimana mestinya.  Tercatat    4690  Ha  lahan  kritis  di DAS Deli yang diakibatkan oleh penebangan liar (Tim Koordinasi Pengelolaan Sumberdaya Air, 2012). Perubahan penggunaan lahan yang terjadi  menyebabkan  berkurangnya  tanaman sebagai  penyangga  dan  penyerap  air menyebabkan  tingginya  aliran  permukaan yang  menyebabkan  terjadinya  erosi.  Pada suatu  kasus,  wilayah  yang  semestinya dimanfaatkan sebagai hutan apabila dikonversi menjadi bentuk penggunaan lahan yang  lain  akan  menurunkan  kapasitas  input karbon  organik  ke  dalam  tanah  sekaligus menyebabkan  kehilangan  karbon  organik akibat  erosi.  Hal  ini  akan  semakin  buruk apabila manajemen penggunaan lahan kurang baik sehingga menimbulkan lahan kritis. Pada umumnya apabila lahan semakin terbuka dan menuju  ke  arah  kerusakan  lahan  maka kandungan  karbon  organik  tanah  akan semakin  menurun  (Lal,  2004;  Yusheng  dkk, 2008 dalam Ashari,2010).
Lahan  di  DAS  Deli  banyak  yang  telah dikonversi. Tercatat pada tahun 2008 hingga tahun  2010  telah  terjadi  peningkatan perubahan penggunaan lahan ke permukiman dan pertanian lahan kering di DAS Deli. Pada tahun 2008 tercatat 12.830,026 Ha (28,08%) dan  meningkat  menjadi  13.650,144  Ha (28,86%) (Medan Bisnis, 2011).
Selain faktor perubahan penggunaan lahan dan  erosi  yang  menyebabkan  aliran permukaan, kehilangan karbon organik tanah pada  DAS  Deli  juga  disebabkan  oleh karakteristik  penggunaan  pertanian  pada sawah  irigasi.  Pengairan  yang  dilakukan sepanjang  tahun  dapat  menyebabkan  aliran permukaan sehingga menimbulkan hilangnya karbon  organik  tanah  yang  lebih  besar  yang dibawa oleh air (Ashari, 2010)
DAS  Deli  secara  klimatologi  merupakan daerah  dengan  tipe  Iklim  A  (menurut klasifikasi  Schmidt-Fergusson)  dengan  curah hujan  tahunan  yang  cukup  tinggi  yaitu  rata- rata  ≥100  mm per  tahun.  Tingginya  curah hujan menyebabkan banyak aliran permukaan sehingga memungkinkan terjadinya erosi yang mengakibatkan  kehilangan  karbon  organik tanah. Rata-rata curah hujan bulanan tertinggi pada  DAS  Deli  pada  tahun  2017  adalah sebesar 16,67 mm yaitu pada bulan Desember dan  rata-rata  curah  hujan  bulanan  terendah
terjadi  pada  bulan  Maret  yaitu  sebesar  2,27 mm.  Berdasarkan  hasil  data  rata-rata  curah hujan  bulanan  (lampiran  11),  Daerah  Aliran Sungai Deli mengalami hujan sepanjang tahun namun  intensitas  hujan  menaik  pada  bulan- bulan  tertentu  yaitu  pada  bulan  Oktober- Februari. Hal tersebut menyebabkan terjadinya kehilangan karbon organik sepanjang tahun di DAS Deli.
Berdasarkan hasil penelitian, Daerah Aliran Sungai Deli kehilangan karbon organik tanah 286.078,47  ton/tahun  atau  setara  dengan 6,04 ton/ha/tahun. Berdasarkan hasil penelitian terdahulu yaitu penelitian Rahmad (2017)  dengan  hasil  penelitian  yang menunjukkan  bahwa  besaran  erosi  rata-rata Daerah  Aliran  Sungai  (DAS)  Deli  selama setahun  adalah  410,72  ton/ha/tahun,  hal tersebut  berarti  dari  rata-rata  besaran  erosi tahunan  Daerah  Aliran  Sungai  Deli  yaitu 410,72  ton/ha/tahun,  6,04  ton/ha/tahun diantaranya adalah karbon organik tanah. Jumlah  kehilangan  karbon  organik  tanah di  DAS  Deli  yaitu  6,04  ton/ha/tahun  perlu dikurangi  mengingat  pentingnya  peran karbon organik dalam tanah. Perlu dilakukan adanya  konservasi  tanah  baik  itu  secara mekanik maupun vegetatif untuk mengurangi potensi hanyutnya unsur-unsur dalam tanah di Daerah  Aliran  Sungai  Deli.  Tingginya  curah hujan serta terjadinya perubahan penggunaan lahan menyebabkan proses aliran permukaan yang  terjadi  sepanjang  tahun  sehingga  perlu adanya pengendalian.

## KESIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut: 1. Pengaruh dari aliran permukaan terhadap  kehilangan  karbon  organik tanah  di  DAS  Deli  ada  sebesar  76,4% sedangkan  23,6%  dipengaruhi  oleh faktor lainnya.
2. DAS  Deli  merupakan  daerah  seluas 47.298,01  ha  dengan  besar  kehilangan karbon organik 6,04 ton/ha/tahun.
Mengacu  pada  hasil  penelitian  dan kesimpulan  disarankan  beberapa  hal  sebagai berikut:
1. Kehilangan  karbon  organik  tanah  yang terjadi  di  DAS  Deli  dipengaruhi  oleh tingkat erosi yang tinggi, oleh sebab itu, pengendalian erosi perlu dilakukan untuk
mengurangi  kehilangan  karbon  organik tanah.
2. Pengendalian  erosi  dapat  dilakukan dengan  tindakan  konservasi  secara vegetatif,  mekanik  dan  kimia  di  daerah hulu  sungai  untuk  mengurangi  tingkat erosi  yang  terjadi.  Selain  itu  perlu dilakukan  penghijauan  lahan  sebagai salah satu sumber input karbon organik.

## DAFTAR PUSTAKA
Medan  Bisnis,  26  Mei  2011. (Online), (http://www.medanbisnisdaily.com/e- paper/2011-05-26/IV.pdf) diakses pada 25 Desember 2018 Ashari, Arif. 2010. Kehilangan Karbon Organik Oleh  Aliran  Permukaan  di  Daerah
Aliran  Sungai  Opak  Provinsi  Daerah Istimewa Yogyakarta. Naskah Publikasi. Program Pascasarjana Universitas Gadjah Mada. Ashari, Arif. 2012. Pengaruh Erosi Permukaan Terhadap Kehilangan  Karbon Organik Tanah  Di  Sub-Daerah  Aliran  Sungai Opak  Provinsi  Daerah  Istimewa Yogyakarta. Naskah Publikasi. Universitas Negeri Yogyakarta
Banuwa, Irwan. 2013. Erosi . Jakarta: PT. Fajar Interpratama Mandiri Hutapea,  Sumihar.  2012.  Kajian  Konservasi Daerah Aliran Sungai Deli dalam Upaya Pengelolaan  Banjir  di  Kota  Medan. Tesis. Yogyakarta:  Universitas  Gadjah Mada Rahmad,  Mona  Adria,  Ali  Nurman  (2017). Integrasi Model SWAT dan SIG dalam Upaya  Menekan  Laju  Erosi  DAS  Deli, Sumatera  Utara. Majalah  Geografi Indonesia. Volume 31. Halaman 46-55 Tim Koordinasi Pengelolaan Sumberdaya Air (TKPSDA)  Wilayah  Sungai  Belawan- Ular.  2012. Pola  Pengelolaan  Sumber Daya Air Wilayah Sungai Belawan Ular Padang .  Medan:  Dinas  Pekerjaan Umum Widiyatmaka,  M.  Ardiansyah  dan  Wiwin Ambarwulan (2012). Perubahan Cadangan  Karbon  dalam  Konteks
Perubahan Penggunaan Lahan selama 2 Dekade: Studi Kasus Kabupaten Bogor, Provinsi  Jawa  Barat. Jurnal  Globe. Volume 14. Halaman 170-177