Inovasi Alat Ukur Biomassa Karbon Meter Mekanis Dan Digital Untuk Monitoring, Reporting And Verification (MRV)

Karbon Pohon Di Kalimantan Barat

Oleh :Gusti Hardiansyah1, Yudha Arman2, Faurizal2, Sigit Normagiat3

1Program Studi Kehutanan, Fakultas Kehutanan, UNTAN2Program Studi Fisika, Fakultas MIPA, UNTAN

3Program Studi Agroteknologi, Fakultas Pertanian, Universitas Nahdlatul Ulama Kalbar

Disampaikan pada Pertemuan Pojok Iklim, 24 Agustus 2016 di Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan, Jakarta

OUTLINE PENYAJIAN

• Pendahuluan

• Tujuan Penelitian

• Metodologi • Metodologi

• Pembahasan

• Kesimpulan

• Ucapan Terima Kasih

Pendahuluan • Ancaman deforestasi dan degradasi hutan makin nyata.

Indonesia sebagai pemilik hutan tropis terluas ketiga di duniasetelah Brazil dan Zaire perlu upaya untuk mencegahdeforestasi dan degradasi hutan. Indonesia pasca kesepakatanparis (COP21), Presiden RI menyatakan akan terusmelanjutkan komitmenya untuk berkotribusi dalam aksi globalmenurunkan emisi, yaitu dengan target 29 % pada tahun 2030menurunkan emisi, yaitu dengan target 29 % pada tahun 2030dan dengan dukungan internasional menjadi 41 %.

• Provinsi Kalimantan Barat dengan luas wilayah 14.732.098hektar memiliki kawasan hutan sebesar ± 55% dari total luaswilayah yang berpotensi untuk menurunkan emisi Gas RumahKaca 5,8 % dari target nasional sampai tahun 2020(Hardiansyah, et al. 2013).

Permasalahan Penelitian• Menurut Peraturan Kepala Badan Penelitian dan Pengembangan

Kehutanan No. P.01/VIII-P3KR/2012 menyebutkan bahwa prosedurpengukuran diutamakan menggunakan model alometrik yangtersedia di lokasi tempat proyek akan dilaksanakan sesuai denganjenis/ ekosistem yang terdapat di daerah itu.

• Pada kenyataannya riset mengenai kandungan biomassa dan karbonpohon di dalam negeri masih terus berkembang untuk memenuhipohon di dalam negeri masih terus berkembang untuk memenuhikebutuhan penyusunan dokumen penyerapan karbon. Terutamauntuk pengukuran spesies dan ekosistem tertentu yang belum adaallometriknya masih mengandalkan rumus umum yang berlaku dinegara lain yang belum tentu cocok diterapkan di negara kita.

• Selama ini pengukuran karbon pohon menggunakan cara destruktifdan memerlukan biaya yang besar.

Pentingnya Pengukuran Karbon dalam skema REDD+

• Melalui instrumen Measuring, Reporting and Verification (MRV) REDD+yang diterapkan meliputi semua aktivitas (1) penurunan laju deforestasi;(2) penurunan laju degradasi hutan; (3) konservasi karbon; dan (4)peningkatan cadangan karbon melalui pengelolaan hutan lestari danpengayaan simpanan karbon (misal perlindungan dan penanaman hutan).Prinsip MRV yang digunakan: terbuka (Transparancy), taat azasPrinsip MRV yang digunakan: terbuka (Transparancy), taat azas(Consistency), dapat dibandingkan (Comparability), teliti (Accuracy),lengkap (Completeness), mengacu MRV Nasional (Hardiansyah, et al2013).

• Alat pengukur karbon pohon menjadi elemen penting dalam implementasiprogram REDD +. Alat ini sangat membantu untuk kegiatan MRV karbonpohon yang tumbuh di alam atau yang ditanam oleh komunitas adat,petani kayu, maupun perusahaan HPH/HTI dan perkebunan.

Tujuan Penelitian

• Tujuan penelitian ini adalah merancang alat ukurukur digital yang bersifat portable, nondestructiveserta mudah digunakan. berbasis allometrik yangtelah tersedia demi menjamin akurasi sertafleksibilitas penggunaan alat. Fleksibilitas dapatmeliputi sisi cakupan daerah (tipe ekosistem hutan).meliputi sisi cakupan daerah (tipe ekosistem hutan).ketergunaan alat, kemudahan penggunaan sertaukuran yang ringkas yang memungkinkan untukdibawa bepergian bahkan ke daerah terpencilsekalipun.

Transformasi dari alat ukur biomasa mekanis ke model digital

• Pada riset sebelumnya telah berhasil dirancang alatukur biomassa dan karbon yang diberi nama UntanBiomassa dan Karbon Meter Pohon (UBKM Pohon).Dengan alat ini pool karbon pohon (above and belowground) dalam plot permanen atau per hektar (tonground) dalam plot permanen atau per hektar (tonC/Ha) dapat dikuantifikasi. Penelitian ini merupakanupaya penyempurnaan alat UBKM mekanis dari segikepraktisan, kefleksibelan dalam penggunaanallometrik, keleluasaan penyimpanan data danpeningkatan dalam akurasi pengukuran.

Sekilas Balik Prinsip Alat kerja UBKM Mekanis

DASAR PEMBUATAN ALAT• Alometrik pendugaan biomassa karbon total (akar, batang, cabang, ranting daun).

• Interpolasi data menggunakan metode Levenberg-Marquardt

• Konsep dasar mekanis gerak melingkar sederhana

Cara Pengukuran Menggunakan UBKM Mekanis

ALLOMETRIK HUTAN LAHAN KERING

Sumber Allometrik DBH (Cm) R LokasiJumlah sampel

BrownAGB =

(0.118)*(D)^2.535-148 0,97

Pan tropical forest, including lowland

dipterocarp forest asia and latin america

371

Chave 2005

(AGB)= xEXP(-0,0667+1,781ln(D)+

5-156' 0,97Pan Tropical forest, Africa,

4004Chave 20050,0667+1,781ln(D)+

0,207(ln(D))^2-0,0281(ln(D))^3)

5-156' 0,97Pan Tropical forest, Africa,

America and asia4004

Gusti hardiansyah

AGB=ρ*0,18D^2,50 5 0,96 HLK Kalteng dan Kalbar 528

Kenzo 2009 AGB = 0.1525D^2.34 2-44' 0,99 Sarawak, malaysia 30

KetteringAGB = 0.11ρD^2.62;

ρ = wood density; 7.6<D<48.1

7,6-48,1 Tad HLKS Jambi 29

10

60,000.00

70,000.00

80,000.00

HASIL UJI ALLOMETRIK PADAHUTAN LAHAN KERING (HLK)

-

10,000.00

20,000.00

30,000.00

40,000.00

50,000.00

0 50 100 150 200

Bio

mas

a

DBH (Cm)

Chave 2005 Kenzo (2009) Brown (1997) Kettering (2001) Gusti Hardiansyah (2011)

MetodologiPenggunaan Sensor Jarak dan Mikrokontroler

Salah satu sensor yang paling penting dan terkenal adalah sensor jarakyang umumnya terdiri atas transmitter dan receiver dan diproses melaluimikrokontroler yaitu sejenis chip komputer yang digunakan untukmikrokontroler yaitu sejenis chip komputer yang digunakan untukmengontrol sistem elektonika. sinyal echo yang dikirim balik dari hasilpantulan ke sensor penerima akan diterjemahkan oleh mikrokontrolerberdasarkan pengukur waktu antara perubahan logika high dan low danmenyimpannya pada sebuah variabel (Budiharto, 2008)

Artanto (2012) menyatakan Arduino adalah sebuah platform dari physicalcomputing yang bersifat open source. Arduino tidak hanya sekedar sebuahalat pengembangan, tetapi kombinasi dari perangkat keras, bahasapemrograman dan Integrated Development Environment (IDE) yangcanggih. Untuk perbandingan Arduino berperan seperti layaknya OSwindows pada komputer atau OS Android pada Smartphone

Perancangan Perangkat

Perancangan perangkat keras berupa rancangan rangkaian keseluruhan.Diagram blok sistem merupakan acuan untuk membuat skematik rangkaian

sistem.

Metode (contd)

Skematik rangkaian keseluruhan menggunakan PCB

Pembahasan• Analisa kebutuhan ------------------- ----------------> luaran yang diiginkan

• Unit tampilan hasil pengukuran dan pengolahan data ini berupa sebuah Liquid Crystal Dysplay (LCD) TFT 3,2 Inchi, LCD berfungsi menampilkan hasil pengukuran serta nilai kandungan biomassa dan karbon pohon terukur.

• Sistem kerja Sensor jarak (lidar lite sensor) terdiri dari 2 (dua) komponen utama yaitu receiver (penerima) dan transmitter (pemancar). Sensor ini memancarkan gelombang laser oleh transmitter ke arah objek kemudian terpantul dan diterima

Rangkaian elektonik terintegrasi

gelombang laser oleh transmitter ke arah objek kemudian terpantul dan diterima receiver. Sensor jarak kemudian mengirim data ke mikrokontroler untuk mendapatkan nilai diameter yang akan diproses sesuai allometrik. Keunggulan alat ini adalah alometrik dapat diinput secara spesifik ke dalam sistem sehingga ketidakpastian dalam pengukuran karbon dapat dihindari .

tree

Hasil uji pengukuran menggunakan alat ukur biomassa dan karbon meter

• Bias dan ketidakpastian pengukuran :

Thailade (2015) banyak kesalahan-kesalahan yang terjadi dalam kegiatan pengukuran biomassa pohon, salah satunya ditimbulkan dari alat yang digunakan mempunyai ketelitian yang rendah atau tidak praktis sehingga membuat operator menjadi lebih cepat lelah sehingga pencatatan pengukuran menjadi bias.

Pembahasan (contd)

menjadi bias.

Chave (2004) ada empat jenis ketidakpastian terkait dengan perkiraan Above Ground Biomass (AGB) hutan tropis yaitu : 1) pengukuran tidak akurat dari variabel, termasuk kesalahan instrumen dan kalibrasi; 2) model alometrik yang salah; 3) ketidakpastian Sampling (terkait dengan ukuran area sampel penelitian dan desain sampling); 4) Tingkat keterwakilan yang rendah dari sampling.

Lokasi Pengujian Alat UBKM Pohon

Kesimpulan

1. dapat disimpulkan bahwa perancangan dan pembuatan alatukur ini dengan beberapa bagian utama yaitu mikrokontrolerAtmega2560, Sensor RTC, Sensor Lidar Lite, SensorGyroscope, Baterai Lipo 1000 mAh, dan LCD TFT 3,2” telahberhasil dilakukan.

2. Tampilan hasil meliputi diameter pohon, Biomassa, Karbon,dan CO2. Jarak pengukuran optimal pada 2 sampai 5 meter

2. Tampilan hasil meliputi diameter pohon, Biomassa, Karbon,dan CO2. Jarak pengukuran optimal pada 2 sampai 5 meterdari pohon.

3. Menggunakan alat UBKM versi digital ini dapatmemudahkan dalam pengukuran carbon pohon di berbagaikondisi spesies pohon yang berbeda. Alometrik yang spesifikjuga dapat diinputkan ke dalam sistem sehinggaketidakpastian dalam pengkuran karbon dapat dihindari.

Ucapan Terima Kasih

Kami mengucapkan terima kasih terutamakepada Rektor Universitas Tanjungpura Prof. Dr.Thamrin Usman, DEA, dan semua pihak yangtelah mendukung terlaksananya penelitian ini.

TERIMA KASIH

Photographed by Fadly Makmur (Agustus 2015)