ANALISIS PENGARUH CURAH HUJAN TERHADAP FLUKTUASI HASIL PRODUKSI TANAMAN PADI DAS BENGAWAN SOLO HULU BAGIAN TENGAH TAHUN 1986 - 2045 Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata I pada Jurusan Geografi Fakultas Geografi Diajukan oleh : Ambar Asmoro E100120070 PROGRAM STUDI GEOGRAFI FAKULTAS GEOGRAFI UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2015 i
HALAMAN MOTTO Melankolis, Introvert. Profesional, intelektual, bermoral. Menggali ilmu sedalam bumi, merentang ilmu seluas horison, meraih ilmu setinggi angkasa. Teken, tekun, tekan. (Filosofis nenek tua Jawa) Urip iku urup. Ajining dhiri dumunung ana ing lathi, ajining raga saka busana. Perbedaan bukan untuk membedakan, melainkan melengkapi. Setiap hal memiliki etika. Pengetahuan hebat seringkali berasal dari orang yang rendah hati. (John Edensor Littlewood, 1885-1977, British Matemathician, Cambridge University) Apa yang kamu miliki sebagai kelebihanmu. (Hesti Kurnianingsih) Setiap orang memiliki batas kesederhanaan masing-masing. (Abraham Samad) That I could be something more than what I dreamed, far beyond that I could see. (Dream Teather - Octavarium) The Spirit Carries On. (Dream Theater) Life is to short, so learn from your miskates. (Dream Theater - The Asnwer Lies Within) Keluhuran budi pekerti akan tampak pada ucapan dan tindakan. (???) Salah satu ciri khas pengetahuan adalah kekuatan untuk mengajari. (Aristoteles, Filsuf Yunani, 384-322 SM) Mereka yang mampu bertahan adalah mereka yang responsif terhadap perubahan. Tidak ada manusia yang bodoh, tapi siapa yang tahu lebih dahulu.(Bp. Wigna Winantri) iv
HALAMAN PERSEMBAHAN Tuhan Yang Maha Esa. Seluruh makhluk hidup yang ada di alam semesta. Keluarga, sanak saudara, dan teman - teman dirumah. Bangsa dan negara Indonesia. Orang - orang yang telah memberikan ilmu pengetahuan kepada saya. Orang - orang yang telah mengajarkan tata krama kehidupan kepada saya. Teman - teman saya. Orang - orang yang telah saya temui. v
KATA PENGANTAR Puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan berkah dan rahmat-Nya yang telah menjadikan kita manusia yang berguna untuk dunia. Ucapan terimakasih ditujukan kepada beberapa pihak yang telah mendorong, memotivasi, dan membantu penelitian yang dilakukan oleh peneliti dengan judul "ANALISIS PENGARUH CURAH HUJAN TERHADAP FLUKTUASI HASIL PRODUKSI TANAMAN PADI DAS BENGAWAN SOLO HULU BAGIAN TENGAH TAHUN 1986 - 2045" antara lain: 1. Tuhan Yang Maha Esa, yang tak pernah tidur mengurusi kehidupan di alam semesta. 2. Keluarga dan sanak saudara, dan teman-teman dirumah yang menjadi motivasi dalam penyelesaian mencari ilmu di perguruan tinggi. 3. Dosen pembimbing, dosen pembahas, dan dosen penguji yang telah membantu peneliti mengarahkan penelitian ini selalu dalam landasan ilmiah. 4. Seluruh dosen, seluruh staf Fakultas Geografi UMS, penulis buku, jurnal, artikel, dan referensi lain yang menularkan jutaan ilmu pengetahuan kepada peneliti. 5. Teman-teman di Fakultas Geografi UMS yang menemani peneliti baik dalam kondisi sulit maupun senang. Tak ada gading yang tak retak merupakan ungkapan yang sesuai mengingat penelitian ini terdapat kekurangan dalam setiap tahap penyelesaiannya. Peneliti berharap terdapat pihak yang berbaik hati terdorong untuk menyempurnakan dan mengembangkan topik penelitian yang sama guna menjawab berbagai tantangan global khususnya dalam konteks perubahan iklim. Surakarta, November 2016 Ambar Asmoro. vi
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ... i HALAMAN PENGESAHAN ... ii HALAMAN PERNYATAAN ... iii HALAMAN MOTTO ... iv HALAMAN PERSEMBAHAN ... v KATA PENGANTAR ... vi DAFTAR ISI ... vii DAFTAR TABEL ... ix DAFTAR GAMBAR ... xi DAFTAR RUMUS ... xii DAFTAR LAMPIRAN ... xiii ABSTRAK ... xiv BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 6 1.3 Tujuan ... 7 1.4 Kegunaan Penelitian ... 7 1.5 Telaah Pustaka dan Penelitian Sebelumnya ... 7 1.5.1. Tanaman Padi ... 7 1.5.2. Sistem Klasifikasi Iklim Tipe Oldeman ... 8 1.5.3. Curah hujan ... 10 1.5.4. Analisis Frekuensi dalam Hidrologi ... 13 1.5.5. Konsep Statistik Hidrologi ... 13 1.5.6. Analisis Deret Berkala ... 15 1.5.7. Analisis Trend Sekuler ... 15 1.5.8. Penelitian Sebelumnya ... 16 1.6 Kerangka Penelitian ... 23 1.7 Hipotesis ... 25 1.8 Metode Penelitian ... 26 vii
1.8.1 Metode Penelitian yang Digunakan ... 26 1.8.2 Alat dan Bahan ... 26 1.8.3 Tahapan Penelitian ... 29 1.9 Batasan Penelitian ... 35 BAB II DESKRIPSI DAERAH PENELITIAN ... 37 2.1 Letak Dan Luas ... 37 2.2 Geologi ... 41 2.3 Topografi ... 46 2.4 Iklim ... 51 2.5 Tanah ... 54 BAB III HASIL PENELITIAN DAN ANALISIS ... 57 3.1 Fenomena Curah Hujan Tahunan Tahun 1986-2014 ... 58 3.1.1. Sifat Tahun Berdasarkan Klasifikasi BMKG Tahun 1986-2014 ... 58 3.1.2. Analisis Fenomena Curah Hujan Tahunan 1986-2014 ... 60 3.2 Analisis Trend Curah Hujan Tahunan dan Produksi Padi Tahunan Pada Tahun 1986-2045 ... 68 3.2.1. Analisis Trend Jangka Panjang Curah Hujan Tahunan dan Produksi Padi Tahunan 1986-2045 ... 68 3.2.2. Analisis Trend Jangka Pendek Curah Hujan Tahunan dan Produksi Padi Tahunan 1986-2014 ... 80 BAB IV PENUTUP ... 116 4.1 Kesimpulan ... 116 4.2 Saran ... 117 DAFTAR PUSTAKA ... 118 LAMPIRAN ... 124 viii
DAFTAR TABEL Tabel 1.1. Penggunaan Lahan DAS Bengawan Solo Hulu Bagian Tengah ... 4 Tabel 1.2. Penelitian Sebelumnya ... 19 Tabel 1.3. Luas Wilayah Administrasi Dalam DAS Bengawan Solo Hulu Bagian Tengah ... 31 Tabel 2.1. Batas DAS Bengawan Solo Hulu Bagian Tengah ... 37 Tabel 2.2. Nama Sub DAS dan Luas Wilayah ... 38 Tabel 2.3. Wilayah Administrasi Kabupaten Dalam DAS Bengawan Solo Hulu Bagian Tengah ... 38 Tabel 2.4. Formasi Geologi DAS Bengawan Solo Hulu Bagian Tengah ... 41 Tabel 2.5. Fisiografi DAS Bengawan Solo Hulu Bagian Tengah ... 46 Tabel 2.6. Topografi DAS Bengawan Solo Hulu Bagian Tengah ... 48 Tabel 2.7. Curah Hujan Kawasan dan Nilai Q ... 52 Tabel 2.8. Jenis Tanah DAS Bengawan Solo Hulu Bagian Tengah ... 54 Tabel 3.1. Klasifikasi Curah Hujan Tahunan BMKG dan Oldeman ... 59 Tabel 3.2. Hasil Perhitungan Klasifikasi BMKG ... 60 Tabel 3.3. Fenomena Tahun Basah Selama Tahun 1986-2014 ... 62 Tabel 3.4. Fenomena Tahun Normal Selama Tahun 1986-2045 ... 63 Tabel 3.5. Fenomena Tahun Kering Selama Tahun 1986-2014 ... 64 Tabel 3.6. Kejadian El Nino Dan La Nina Di Samudera Pasifik ... 66 Tabel 3.7. Kejadian IOD Di Samudera Hindia ... 67 Tabel 3.8. Tahapan Perhitungan Trend Kuadrat Minimum Curah Hujan Tahunan Tahun 1986-2045 ... 72 Tabel 3.9. Nilai Trend Metode Kuadrat Minimum Curah Hujan Tahunan Tahun 1986-2045 ... 74 Tabel 3.10. Tahapan Perhitungan Trend Kuadrat Minimum Produksi Padi Tahunan Tahun 1986-2045 ... 76 Tabel 3.11. Nilai Trend Kuadrat Minimum Produksi Padi Tahunan Tahun 1986-2045 ... 78 Tabel 3.12. Pola Trend Curah Hujan dan Produksi Padi 1986-2014 ... 81 ix
Tabel 3.13. Nilai Trend Moving Average (MA) Rerata 3 Tahunan Curah Hujan Tahunan Dan Produksi Padi Tahunan Selama Tahun 1986-2045... 83 Tabel 3.14. Fase Peningkatan Trend Curah Hujan Tahunan Tahun 1986-2014 .... 85 Tabel 3.15. Riwayat Kejadian Banjir Tahun Tahun 2003-2005 ... 89 Tabel 3.16. Riwayat Kejadian Puting Beliung Tahun 2003-2005 ... 89 Tabel 3.17. Riwayat Kejadian Banjir Tahun 2010-2011 ... 91 Tabel 3.18. Riwayat Kejadian Puting Beliung Tahun 2010-2011 ... 93 Tabel 3.19. Luas Serangan Wereng Cokelat 2010-2011 ... 97 Tabel 3.20. Fase Penurunan Trend Curah Hujan Tahunan Tahun 1986-2014 .... 102 Tabel 3.21. Data Daerah Irigasi Daerah Penelitian ... 103 Tabel 3.22. Data Infrastruktur Waduk Daerah Penelitian ... 107 Tabel 3.23. Varietas Padi Unggul Baru Anti Wereng ... 109 x
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1. Persebaran Stasiun Pengukur Curah Hujan dan Pembagian Hujan Kawasan Di Daerah Penelitian ... 30 Gambar 2.1. Peta DAS Bengawan Solo Hulu Bagian Tengah ... 40 Gambar 2.2. Peta Geologi DAS Bengawan Solo Hulu Bagian Tengah ... 44 Gambar 2.3. Peta Fisiografi DAS Bengawan Solo Hulu Bagian Tengah ... 47 Gambar 2.4. Peta Kemiringan Lereng Geologi DAS Bengawan Solo Hulu Bagian Tengah ... 50 Gambar 2.5. Pembagian Hujan Kawasan Untuk Penentuan Tipe Iklim ... 51 Gambar 2.5. Segitiga Schimdt-Ferguson Daerah Penelitian ... 53 Gambar 2.6. Peta Jenis Tanah DAS Bengawan Solo Hulu Bagian Tengah ... 56 Gambar 3.1. Diagram Hasil dan Analisis Penelitian ... 57 Gambar 3.2. Poligon Thiessen Curah Hujan Stasiun Nepen, Klaten, Pabelan, dan Tawangmangu ... 58 Gambar 3.3. IOD Positif dan Negatif ... 66 Gambar 3.4. Grafik Trend Kuadrat Minimum Curah Hujan Tahunan dan Produksi Padi Tahunan Tahun 1986-2045 ... 69 Gambar 3.5. Hasil Analisis Grafik Moving Average Trend Curah Hujan Tahunan dan Produksi Padi Tahunan Wilayah Penelitian ... 82 Gambar 3.6. Bentuk Virus Tungro ... 87 Gambar 3.7. Tanaman Padi Terkena Tungro dan Wereng Hijau ... 88 Gambar 3.8. Tanaman Padi Mengalami Puso Akibat Serangan Wereng Cokelat ... 98 Gambar 3.9. Wereng Cokelat Pada Daun Padi ... 100 Gambar 3.10. Persebaran Bendung di DAS Bengawan Solo Hulu Bagian Tengah ... 106 xi
DAFTAR RUMUS Rumus 1.1. Curah Hujan yang Hilang ... 32 Rumus 1.2. Kriteria Tahun BMKG ... 33 Rumus 1.3. Trend Kuadrat Minimum ... 33 Rumus 1.4. Nilai Koefisien Arah ... 33 Rumus 1.5. Koefisien Arah Kecenderungan ... 33 Rumus 1.6. Trend Moving Average ... 34 Rumus 2.1 Nilai Q Tipe Schimdt-Ferguson ... 51 Rumus 2.2 Nilai Q Iklim Daerah Penelitian Tipe Schimdt-Ferguson ... 51 Rumus 3.1. Persamaan Kriteria BMKG Dalam Penelitian ... 54 Rumus 3.2. Rumus Dasar Trend Kuadrat Minimum Curah Hujan ... 67 Rumus 3.3. Nilai Dalam Rumus Trend Kuadrat Minimum Curah Hujan ... 67 Rumus 3.4. Nilai Dalam Rumus Trend Kuadrat Minimum Curah Hujan ... 67 Rumus 3.5. Rumus Trend Kuadrat Minimum Untuk Curah Hujan ... 67 Rumus 3.6. Rumus Dasar Trend Kuadrat Minimum Padi ... 70 Rumus 3.7. Nilai Dalam Rumus Trend Kuadrat Minimum Padi ... 71 Rumus 3.8. Nilai Dalam Rumus Trend Kuadrat Minimum Padi ... 71 Rumus 3.9. Rumus Trend Kuadrat Minimum Untuk Padi ... 71 Rumus 3.10. Persamaan Kuadrat Minimum Curah Hujan Tahunan ... 64 Rumus 3.11. Persamaan Kuadrat Minimum Produksi Padi Tahunan ... 68 xii
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Data Curah Hujan Kawasan Tahunan 4 Stasiun ... 125 Lampiran 2. Data Produksi Padi Tahunan 4 Kabupaten ... 126 Lampiran 3. Iklim ... 117 Lampiran 4. Perhitungan Curah Hujan yang Hilang ... 131 Lampiran 5. Data Rerata Curah Hujan Bulanan Bulanan Kawasan Stasiun Nepen, Pabelan, Klaten, Dan Tawangmangu ... 136 Lampiran 6. Catatan Wawancara Dinas Pertanian Kabupaten Klaten ... 137 Lampiran 7. Catatan Wawancara Dinas Pertanian Kabupaten Karanganyar ... 138 Lampiran 8. Catatan Perbincangan Dengan Lab. PHTP Surakarta Dan Foto Kantor ... 139 Lampiran 9. Surat Ijin Penelitian Kabupaten Klaten ... 140 Lampiran 10. Surat Ijin Penelitian Kabupaten Karanganyar ... 141 Lampiran 11. Surat Ijin Penelitian Kabupaten Sukoharjo ... 142 Lampiran 12. Surat Ijin Penelitian Dinas Pertanian Kota Surakarta ... 143 Lampiran 13. Surat Ijin Penelitian BPBD Kota Surakarta ... 144 xiii
ANALISIS PENGARUH CURAH HUJAN TERHADAP FLUKTUASI HASIL PRODUKSI TANAMAN PADI DAS BENGAWAN SOLO HULU BAGIAN TENGAH TAHUN 1986 - 2045 Oleh: Ambar Asmoro1, Alif Noor Anna2, Munawar Cholil3 1Mahasiswa Fakultas Geografi Universitas Muhammadiyah Surakarta 2,3Dosen Fakultas Geografi Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Kartasura, Surakarta 57102 Email: ABSTRAK Perubahan iklim menjadi salah satu penyebab adanya bencana meterologis di berbagai belahan dunia. Indonesia merasakan dampak akibat perubahan iklim yang ditunjukkan musim penghujan dan kemarau yang tidak menentu. Dengan adanya akibat tersebut tidak terlepas berimbas dampaknya bagi kelangsungan kehidupan manusia salah satunya mengenai ketahanan pangan. DAS Bengawan Solo Hulu Tengah merupakan daerah yang aktivitas sektor pangan didominasi oleh pertanian padi. Oleh karena itu, penelitian ini dilaksanakan dengan tujuan untuk mengetahui fenomena curah hujan tahunan tahun 1986-2014 dan analisis trend pengaruh curah hujan terhadap produksi padi 1986-2045. Metode yang digunakan adalah analisis data sekunder. Data yang digunakan adalah data time series curah hujan tahunan dan produksi padi tahun 1985-2014. Hasil penelitian menunjukkan bahwa selama tahun 1986-2014 terjadi 5 kali tahun basah yaitu tahun 1986, 1995, 1998, 1999, dan 2010 dengan jumlah bulan basah lebih banyak dari bulan kering yang berselisih minimal 2 bulan. Peristiwa tahun kering terjadi sebanyak 6 kali yaitu 1990, 1991, 1997, 2001, 2002, dan 2003 dengan jumlah bulan kering lebih banyak dari bulan basah. Selain tahun tersebut, maka terjadi peristiwa tahun normal sebanyak 18 kali. Analisis trend jangka panjang melalui kuadrat minimum menunjukkan bahwa prediksi curah hujan tahun selama tahun 1986-2045 mengalami penurunan, sedangkan produksi padi meningkat. Adapun analisis trend jangka pendek melalui moving average 3 tahunan antara curah hujan dan produksi padi tahunan menghasilkan 4 pola trend antara lain pola ke-1, pola ke-2, pola ke-3, dan pola ke-4. Pola ke-1 membentuk pola curah hujan naik produksi padi naik. Hal ini disebabkan berlimpahnya sumber air untuk pengairan padi. Pola ke-2 membentuk pola curah hujan naik produksi padi menurun. Hal ini disebabkan banjir, puting beliung, tungro, dan serangan wereng cokelat. Pola ke-3 membentuk pola curah hujan menurun produksi padi naik. Hal ini disebabkan berfungsinya infrastruktur pengairan untuk mengairi padi ketika terjadi defisit air hujan. Pola ke-4 membentuk pola curah hujan menurun produksi padi menurun. Hal ini disebabkan adanya bencana kekeringan. Kata kunci : perubahan iklim, BMKG, analisis trend, moving average. xiv
ANALYSIS OF INFLUENCE OF RAINFALL AGAINST FLUCTUATIONS IN THE RESULTS OF THE PRODUCTION OF RICE PLANT BENGAWAN SOLO RIVER WATERSHED UPSTREAM OF THE CENTRAL PART OF 1986 - 2045 By: Ambar Asmoro1, Alif Noor Anna2, Munawar Cholil3 1Student of Faculty of Geography of The Muhammadiyah University of Surakarta 2, 3Lecturer of Faculty of Geography of the Muhammadiyah University of Surakarta Ahmad Yani Tromol Pos 1 Streets, Pabelan, Kartasura, Surakarta 57102 Email: ABSTRACT Climate change has become one of the causes of the presence of meterologis disasters in various parts of the world. Indonesia felt the impacts due to climate change indicated the rainy season and the dry season erratic. With the result did not affect the survival impact regardless of human life the one regarding food security. Bengawan Solo River watershed upstream of the middle is the activity of the food sector is dominated by rice farming. Therefore, this study was carried out with the purpose to know the phenomenon of annual precipitation in 1986-2014 and the analysis of influence of rainfall trend towards padi production 1986-2045. The methods used are secondary data analysis. The data used time series data of annual rainfall and the rice production in 1985-2014. The results showed that during the years 1986-2014 occurs 5 times wet years i.e. in 1986, 1995, 1998, 1999, and 2010 with the number of wet months more of the dry months of disagreement at least 2 months. The dry years of the events occurred as much as 6 times i.e., 1990, 1991, 1997, 2001, 2002, and 2003 with the number of months to dry more of wet months. In addition that year, then a normal year events occur as many as 18 times. Long-term trend analysis through minimum squares indicate that the prediction of rainfall during the year 1986- 2045 decline, while rice production is increasing. As for the short-term trend analysis through the 3 annual moving average between rainfall and annual rice production yield generates 4 patterns such as 1st pattern, 2nd pattern, 3rd pattern, and 4th pattern. The 1st pattern forms rainfall patterns rising rice production to rise. This is due to the abundance of water sources for irrigation of rice. The 2nd pattern forms rainfall patterns rising rice production declined. This is due to the flood, Stormwind, tungro, pest attacks and chocolate. The 3rd pattern forms declining rainfall pattern of rice production to rise. This is due to the functioning infrastructure of irrigation to irrigate the rice deficit when rain water. The 4th pattern of rainfall patterns form a declining rice production declined. This is due to the existence of a catastrophic drought. Keywords: climate change, BMKG, trend analysis, moving average. xv