INTERSEPSI

Pengertian Intersepsi

Intersepsi adalah proses ketika air hujan jatuh pada permukaan vegetasi di atas permukaan tanah, tertahan beberapa saat untuk kemudian diuapkan kembali ke atmosfer atau diserap oleh vegetasi yang bersangkutan. Proses intersepsi terjadi selama berlangsungnya curah hujan dan setelah hujan berhenti. Proses intersepsi terhadap curah hujan dari tutupan vegetasi adalah sebagai salah satu proses dalam siklus hidrologi dalam hutan. Air hujan yang jatuh menembus tajuk vegetasi dan menyentuh tanah akan menjadi bagian air tanah. Besarnya intersepsi tidak dapat dihitung secara langsung karena morfologi tajuk tanaman yang beragam sehingga sulit untuk dilakukan pengukuran, namun nilai intersepsi pada ekosistem hutan dapat dihitung dengan mengukur besarnya curahan tajuk dan aliran batang pada vegetasi. Intersepsi dapat diketahui jika kedua nilai tersebut diperoleh, nilai intersepsi merupakan perbedaan dari besarnya presipitasi total (Pg ) dengan presipitasi bersih (Pn ).

Secara matematis besarnya intersepsi dinyatakan dengan

npgI = P − dengan nilai= n P (throughfall (Tf ) + stemflow (S f ) ), nilai Pg didapatkan dari hasil pengukuran di daerah kajian. Nilai persentase intersepsi hujan pada tajuk vegetasi di daerah hutan hujan tropis adalah bervariasi (Asdak, 1995). Hujan terintersepsi oleh tajuk vegetasi sebesar 21% dari total air hujan total di hutan campuran Jawa Barat (Calder et al, 1986 dalam Asdak, 1995). Sementara pada hutan yang tidak lebat dan telah dilakukan banyak penebangan persentase intersepsi tajuk berkurang hingga 6% dari total intersepsi sebesar 11% (Asdak et al, 1998).

Besarnya intersepsi bervariasi antara 35 – 55%,  

Besar intersepsi hujan berkisar antara 35 – 75% dari keseluruhan ET di atas tegakan pohon/hutan 

Di hutan hujan tropis berkisar antara  10 – 35% dari CH total
    Besarnya air yang tertampung dipermukaan tajuk, batang dan cabang vegetasi (Kapasitas simpan Intersepsi/Canopy storage capacity) yang ditentukan oleh bentuk,kerapatan dan tekstur vegetasi
    Air hujan yang jatuh pada permukaan tajuk akan turun melaluiØ sela-sela daun, batang dan cabang atau antar tajuk dan batang vegetasi
Ic = Pg – (Tf + Sf)
Intersepsi total (I) = Ic + Ii
(Ii) Intersepsi Serasah, (Ic) Intersepsi Tajuk, (Pg) Curah Hujan
    Jumlah air hujan yang sampai dilantai hutan = Tf + SfØ
Curah hujan bersih (Pn) = Tf + Sf – Ii
Intersepsi adalah beda antara CH total dan CH bersih (aliran batang + air lolos
    Intersepsi dapat dipengaruhi oleh 2 kelompok :Ø
o    Vegetasi ; luas vegetasi hidup dan mati, bentuk dan ketebalan daun dan cabang vegetasi
o  Iklim ; Jumlah dan jarak, lama waktu antara satu hujan dengan hujan berikutnya, intensitas hujan, kecepatan angin, dan beda suhu antara permukaan tajuk dengan atm
    Air pada permukaan tajuk lebih siap terjadinya evaporasiØ dibandingkan yang lainnya, maka bila daun basah, proses intersepsi akan berlangsung beberapa lebih cepat dari transpirasi dari permukaan vegetasi yang tidak terlalu basah.
    Besarnya air hujan yang terinsepsi merupakan fungsi dari :

 - Karakteristik hujan (lebat , Intersepsi rendah)
    Jenis, umur dan kerapatan tegakan (makin tua tegakan, intersepsi makin tinggi, rapat,makin besar intersepasi)v
-  Musim pada tahun yang bersangkutan
    Umumnya ; 10 -20% dari total jumlah hujan akan terinsepsi oleh tegakan pada musim pertumbuhan dan 25 – 35% i daerah yang sangat rapat. 

- Intersepsi umumnya besar pada hujan yang tidak lebat sekitar 90%  dan 5% jika lebat.

- Semakin luas atau rapat tajuk vegetasi semakin banyak air hujan yang dapat ditahan.

- Intersepsi menurun dengan berkurangnya aktifnya masa pertumbuhan tanaman (semua jenis)

- Kemampuan serasah menahan air dan nmenguapak kembali air tersebut ditentukan oleh 

(1) Ketebalan serasah dan 

(2) Karakteristik serasah dalam mengikat air hujan.

    Pengukuran intersepsi dengan 2 pendekatanØ
- Neraca volume (CH, Aliran batang, air lolos = tradisional)
- Neraca energi (persamaan matematis)
    Dari kasus proses intersepsi tegakan hutan mulai muda sampai tua maka berlaku hal-hal sbb :Ø
- Air lolos (Tf); semakin berkurang sejalan dengan bertambah rapatnya tajuk tegakan.
- Aliran batang (Sf); semakin bertambah tp tidak terlalu banyak dari aliran batang sebelumnya
- Kapasitas tampung permukaan tajuk dan serasah, dalam hubungannya dengan bidang permukaan tajuk juga akan meningkat
    Kegunaan :Ø
- menentukan besarnya CH bersih atau jumlah CH yang tersedia untuk air infiltrasi, air larian, aliran air bawah permukaan atau aliran air tanah.
CH bersih = CH tot – intersepsi total atau jumlah aliran batang dengan air lolos (Tf + Sf)

Faktor yang mempengaruhi intersepsi

-          Tipe vegetasi

-          Kondisi/umur vegetasi

-          Intensitas hujan

-          Lokasi

-          Luas tajuk penutup vegetasi atau kerapatan

Intersepsi hujan tidak dapat diukur secara langsung melainkan dengan melakukan pengukuran terhadap komponen intersepsi yaitu hujan bruto dan hujan neto (Seyhan, 1990).

Intersepsi pada hutan pertanian tergantung pada struktur penutupan vegetasi dan juga bergantung pada faktor lainnya seperti kerapatan jarak tanam. Selain itu factor pengendali besarnya intersepsi adalah tipe, kerapatan dan umur vegetasi yang dominan di daerah tersebut. Jenis vegetasi juga berpengaruh terhadap besarnya intersepsi. Penelitian yang dilakukan oleh Agustina (1999) dengan menggunakan 12 pohon contoh menunjukkan adanya perbedaan curahan tajuk dan aliran batang pada masing-masing tegakan. Nilai curahan tajuk terbesar terjadi di bawah

pohon Balsa (Ochroma bicolor) sebesar 702.76 mm atau 44.66 % dari total curah hujan (1573.55 mm). Sedangkan untuk pohon A.loranthifolia Sal. nilai curahan tajuk sebasar 592.72 mm atau 37.67 % dari total curah hujan. Hal ini disebabkan oleh keadaan penutupan tajuk. Struktur kanopi dan batang pada vegetasi sangat mempengaruhi jatuhan hujan dalam suatu populasi (Ford dan Deans, 1978). Lebar tajuk dan kerapatan cabang pada pohon mempengaruhi besarnya air yang sampai ke tanah. Tajuk yang lebar dan panjang akan menahan air lebih banyak dibandingkan tajuk yang sempit. Holder (2003) dari hasil penelitiannya menyatakan bahwa evaporasi dari air yang terintersepsi mulai terjadi pada periode ketika kapasitas maksimum tajuk telah tercapai. pendapat ini juga didukung oleh Asdak et al (1998b). Dari hasil penelitiannya dengan model Gash dan Rutter didapatkan 55 % dari total evaporasi terjadi selama kondisi penjenuhan, 40 % selama periode kering, 2 % ketika mulai basah dan 3% yang terjadi pada hujan ringan. Hasil penelitian Jackson (1974) pada hutan tropis Tanzania Selatan, diperoleh bahwa total curah hujan, durasi dan intensitas hujan memengaruhi besarnya intersepsi pada tajuk

vegetasi. Dimana peningkatan curah hujan dan durasi hujan akan meningkatkan besarnya

intersepsi. Hasil penelitian Leyton dan Carlisle (1959) didapatkan bahwa terdapat perbedaan jumlah curahan tajuk dalam satu vegetasi yang disebabkan oleh adanya bentuk tajuk yang berbeda dalam satu vegetasi. Penelitian ini dilakukan dengan menempatkan 20 penakar hujan pada tajuk vegetasi dan ditempatkan secara acak dibawah tajuk.. Pada periode kering, air yang tertahan pada tajuk akan mengalami evaporasi dan lajunya tergantung dari kondisi seperti temperatur, kelembaban, angin dll. Sehingga pada kondisi dingin, lembab dan terdapat angin, nilai intersepsi lebih kecil pada kondisi lingkungan yang kering. Pendapat ini juga didukung oleh

Jackson (1974) bahwa proses evaporasi terjadi ketika terjadi hujan dan akan berhenti setelah tajuk dalam kondisi kering. Hasil penelitian Holder (2003) di dapatkan bahwa ada penurunan nilai intersepsi dari ketinggian 2100 mdpl dan 2550 mdpl yang disebabkan kondisi dari struktur kanopi dan kondisi yan selalu berkabut. Dari hasil penelitian Leyton et al (1967) menyebutkan bahwa perbedaan morfologi pada tiap-tiap spesies akan memberikan nilai kapasitas maksimum tajuk yang berbeda. Ketika tajuk telah mencapai kapasitas maksimum, hujan neto akan terjadi.

Hasil penelitian Kaimuddin (1994) dengan tanaman sejenis yaitu A.loranthifolia Sal di Hutan pendidikan Gunung Walat Sukabumi didapatkan nilai kapasitas tajuk sebesar 0.97 mm. Nilai intersepsi pada penelitian ini yaitu sebesar 128.31 mm atau 14.7 % dari curah hujan total yaitu 871.9 mm. Hujan yang seiring terjadi selama penelitian ini yaitu hujan kurang atau sama dengan 20 mm/hari. Penelitian yang dilakukan oleh Agustina (1999) dengan tanaman yang sejenis yaitu

A.loranthifolia Sal di Sub DAS Cikabayan Darmaga Bogor. Nilai intersepsi pada penelitian ini yaitu sebesar 927.56 mm atau 58.94 % dari total curah hujan yaitu 1573.55 mm.

HUBUNGAN INTERSEPSI DI LINGKUNGAN ALAM

Air yang tertahan pada tajuk tersebut akan terevaporasi kembali ke atmosfer. Air hujan yang jatuh menembus tajuk tanaman disebut sebagai curahan tajuk (throughfall) dan air hujan yang mengalir melalui batang disebut sebagai aliran batang (stemflow), kedua komponen itu disebut sebagai hujan neto. Curahan tajuk dan aliran batang akan jatuh menyentuh tanah atau lantai hutan dan akan diresap oleh tanah menjadi bagian air tanah. Perbedaan penutupan vegetasi pada ekosistem hutan memberikan nilai intersepsi hujan yang berbeda sehingga memengaruhi besarnya air hujan yang jatuh menyentuh tanah dan menjadi bagian air tanah. Sehingga intersepsi merupakan proses yang penting dalam siklus hidrologi (Slamet, 2009).

                               Gambar 1. Hubungan intersepsi Di lingkungan Alam 

Nilai intersepsi akan diperoleh dari selisih hujan bruto dengan hujan neto. Pengukuran dapat dilakukan dengan menggunakan alat yang sederhana seperti penelitian yang dilakukan oleh Agustina (1999), yaitu menggunakan plastik 1x1 m untuk menampung curahan tajuk dan jerigen untuk menampung air dari batang yang mengalir melalui selang. Penelitian lebih lanjut digunakannya bejana berjungkit (tipping bucket) untuk mengukur besarnya air yang jatuh sebagai curahan tajuk dan aliran batang seperti yang dilakukan oleh Jackson (1999). Pengukuran intersepsi yang dilakukan di hutan tanaman A.loranthifolia Sal. di DAS Cicatih hulu Sukabumi ini menggunakan bejana berjungkit dengan perekaman data otomatis. Data yang diperoleh dapat digunakan untuk melihat kebasahan tajuk, intensitas curahan tajuk dan aliran batang saat terjadinya hujan serta menentukan besarnya intersepsi hujan pada hutan tanaman A.loranthifolia Sal. di DAS Cicatih hulu Sukabumi. (Heriansyah, 2008).

Fungsi hidrologi hutan yang penting salah satunya adalah kemampuan dalam mengintersepsikan air. Jumlah air yang terintersepsi bisa mencapai 500 mm / tahun. Tergantung pada lebat tidaknya hutan dan pola hujan. Dengan demikian penebangan hutan dan konversi hutan menjadi peruntukan lain berpotensi meningkatkan debit ait di sungai dan kalau sungainya bermuara ke danau akan mempertinggi muka air danau. Kenaikan ini tentu sangat dipengaruhi oleh berapa luas lahan hutan yang dikonversi, relatif terhadap luas total Daerah Tangkapan Air (DTA). Bagaimana bentuk pengguaan lahan sesudah hutan dibuka dan apakah DTA cukup luas dibandingkan dengan luas muka air danaunya sendiri (Agus, 2004).

Besarnya intersepsi hujan suatu vegetasi juga dipengaruhi oleh umur tegakan vegetasi yang bersangkutan. Dalam perkembangannya, bagian-bagian tertentu vegetasi akan mengalami pertumbuhan atau perkembangan. Pertumbuhan bagian-bagian vegetasi yang mempunyai pengaruh terhadap besar kecilnya intersepsi adalah perkembangan kerapatan atau luas tajuk, batang, dan cabang vegetasi. Semakin luas atau rapat tajuk vegetasi semakin banyak air hujan yang dapat ditahan sementara untuk kemudian diuapkan kembali ke atmosfer. Demikian juga halnya dengan jumlah percabangan pohon. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa semakin tua, luas, dan kerapatan tajuk kebanyakan vegetasi akan semakin besar serta jumlah percabangan pohon juga menjadi semakin banyak. Oleh kombinasi kedua faktor tersebut menyebabkan jumlah air hujan yang dapat ditahan sementara oleh vegetasi tersebut menjadi semakin besar sehingga kesempatan untuk terjadinya penguapan juga menjadi besar (Seyhan, 1990).

Salah satu luaran dari sistem DAS adalah debit aliran sungai yang merupakan indicator fungsi DAS da1am pengaturan proses, khususnya dalam alih ragam bujan menjadi aliran. Terdapat sifat khas dalam sistem DAS yang menunjukkan sifat tanggapan DAS terrhadap suatu masukan (hujan) tertentu dan sifat ini diandaikan tetap untuk masukan dengan besaran dan penyebaran tertentu. Sifat khas sistem DAS ini adalah hidrograf satuan (unit hydrograph). Data pengukuran tinggi muka air, debit, bujan harlan dan hujan yang lebih pendek dengan kualitas baik tidak selalu tersedia di setiap DAS sehingga untuk mendapatkan informasi tentang hidrograf satuan didekati dengan pendekatan hidrograf satuan sintetik (HSS) yang diantaranya memanfaatkan data morfometri DAS. Pendekatan dengan HSS bersifat empiris dan seringkali bersifat setempat, sehingga untuk digunakan di tempat lain memerlukan pengujian keberlakuannya. Tujuan dari penelitian ini adalah (1) Mendapatkan model hidrograf satuan sintetik terbaik di DAS Ciliwung Hulu, (2) Mendapatkan informasi keberlalruan model hidrograf satuan sintetik di DAS yang lainnya, dan (3) Mendapatkan model HSS dengan parameter morfometri DAS yang lebih mudah diukur di Peta Rupa Bumi Penerapan HSS Gama luntuk menduga hidrograf satuan di DAS Ciliwung Hulu masih belum memuaskan terlihat dari besamya nilai coefficient of efficiency (CE) yang hanya 0,81, 0,85, 0,73 dan 0,81 secara bertutut-turut untuk HSS tahun 2003, 2004, 2005 dan HS periode 2003-2005 (Slamet, 2009).

Pada proses intersepsi, air yang diuapkan adalah air yang berasal dari curah hujan yang berada pada permukaan daun, ranting, dan cabang serta belum sempat masuk ke dalam tanah. Mengacu pada hasil penelitian yang menunjukkan bahwa penyerapan air intersepsi oleh jaringan tanaman yang kemudian diuapkan kembali melalui proses transpirasi adalah kecil, maka intersepsi dibicarakan secara terpisah dari transpirasi. Faktor-faktor yang mempengaruhi proses intersepsi dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu vegetasi dan iklim. Air pada permukaan tajuk vegetasi lebih siap untuk terjadinya proses evaporasi dibandingkan air yang ada di tempat lain dalam suatu DAS. Akibatnya bila daun basah, proses intersepsi akan berlangsung beberapa kali lebih cepat daripada transpirasi dari permukaan vegetasi yang tidak terlalu basah (Asdak, 2007).

Intersepsi hujan dan dampaknya terhadap dinamika energi dan aliran massa air pada hutan hujan tropis

Intersepsi hujan merupakan bagian dari proses hidrologi yang mengalami gangguan secara nyata akibat perubahan sifat dan karakter permukaan lahan yang ditimbulkan dari alih fungsi hutan ke bentuk penggunaan lain yang banyak terjadi di Indonesia dalam beberapa dekade terakhir ini. Proses fisik ini tidak hanya berdampak pada sistem hidrologi yang ditunjukkan oleh agihan hujan dan produksi air daerah aliran sungai, tetapi juga berdampak pada lingkungan atmosfir, seperti dinamika energi. Penelitian ini mengadopsi prinsip dasar dari model Gash dan Neraca energi boewn ratio (NERB). Tujuan penelitian ini adalah: (i) mendapatkan informasi empiris terkait intersepsi hujan di hutan hujan tropis; (ii) mengenali dampak intersepsi hujan terhadap lingkungan atmosfir; dan (iii) menyusun model empiris hubungan antara komponen penyusun intersepsi hujan dan. Pengukuran lapangan yang dilakukan di Tanaman Nasional Lore Lindu pada April 2006 – Agustus 2007 menghasilkan basis data cuaca lokasi penelitian yang menjadi dasar pada penyusunan model intersepsi dan neraca energi. Sesuai kondisi vegetasi dan sifat hujan di lokasi penelitian maka akumulasi intersepsi hujan mencapai 46,05 % untuk total curah hujan sebanyak 2015,2 mm dari 221 kejadian hujan, sedang untuk intersepsi per kejadian hujan bervariasi antara 56% untuk jeluk hujan sampai 5 mm dan 31% untuk jeluk hujan lebih dari 15 mm. Faktor dominan yang mempengaruhi agihan hujan adalah jeluk hujan dan ILD. Hubungan kedua komponen tersebut terhadap intersepsi hujan adalah Ic =0,79+0,34*P+0,05*ILD dengan R2= 0,74. Intersepsi hujan berpengaruh nyata terhadap dinamika energi terutama dalam tajuk hutan, yakni meningkatkan aliran latent heat mencapai 73,65 % dari radiasi neto, Rn, yang berasal dari pemindahan massa air hujan ke atmosfir melalui evaporasi. Hal penting untuk diadopsi dari hasil penelitian ini untuk kepentingan pengelolaan hutan adalah mengendalikan deforestasi karena akan berdampak pada perubahan lingkungan secara nyata.

 

Intersepsi Akar Tanaman

Akar-akar tanaman yang terus tumbuh akan terus memanjang menuju tempat-tempat yang lebih jauh di dalam tanah sehingga menemukan unsur – unsur hara dalam larutan tanah di tempat-tempat tersebut. Memanjangnya akar-akar tanaman berarti memperpendek jarak yang harus ditempuh unsur – unsur hara untuk mendekati akar tanaman melalui aliran massa ataupun difusi. Aliran massa merupakan mekanisme penyediaan unsur hara yang paling utama untuk kebanyakan unsur hara seperti N (98,8 %), Ca (71,4 %), S (95,0 %), Mo (95,2 %). Untuk unsurunsur hara P dan K penyediaan unsur hara lebih banyak dilakukan melalui proses difusi yaitu 90,9 % untuk P dan 77,7 % untuk K.

Penyediaan unsur hara melalui intersepsi akar yang terpenting adalah untuk unsur Ca yang mencapai 28,6 % sedang untuk unsur-unsur lainnya hanya berkisar dari 1,2- 5,0%; Besarnya proses difusi (suatu proses yang berjalan lambat) untuk unsur P dan K disebabkan karena kedua unsur tersebut dari suatu bentuk mineral di dalam tanah yang kelarutannya rendah. Unsur-unsur hara yang telah tersedia di sekitar perakaran tanaman tersebut selanjutnya melalui suatu proses dapat diserap ke dalam akar tanaman. Proses penyerapan unsur hara ke dalam akar tanaman bukan seperti “hewan minum air” di mana segala unsur yang di dalamnya ikut terbawa, tetapi melalui proses yang khas. Dalam proses ini ada dua hal yang perlu diketahui yaitu :

(1)   Diperlukan energi metabolik

(2)   Proses penyerapan unsur hara merupakan proses yang selektif (memilih unsur tertentu).

Energi metabolik didapat dari pernapasan akar tanaman, sehingga penyerapan unsur hara berkurang bila pernapasan berkurang. Dalam proses seleksi ternyata tanaman mempunyai kemampuan memilih unsur – unsur tertentu untuk diserapnya. Akar-akar tanaman yang paling aktif adalah dekat ujung akar yang baru terbentuk atau rambut-rambut akar, di mana kegiatan respirasi (pernapasan) adalah yang terbesar. Sel-sel yang menyusun akar tanaman di bagian luar terdiri dari dinding sel yang tidak aktif yang bersinggungan langsung dengan tanah sedang bagian dalam terdiri dari protoplasma yang aktif yang dikelilingi oleh suatu membran.

Seleksi terhadap unsur-unsur yang diserap tanaman dilakukan oleh membran ini melalui suatu proses yang masih belum diketahui dengan pasti. Proses ini diperkirakan berlangsung melalui suatu carrier (pembawa) yang bersenyawa dengan ion (unsur) terpilih untuk masuk ke dalam protoplasma dengan menembus membran sel. Bila akar tanaman menyerap unsur hara dalam bentuk kation, maka dari akar akan dikeluarkan kation H+ dalam jumlah yang setara. Bila yang diserap akar adalah anion, maka akar akan mengeluarkan HCO3- dengan jumlah yang setara pula.