Kemampuan Hutan yang Matang untuk Menyerap Ekstra Karbon Dioksida Rendah

Kemampuan hutan alam yang telah matang untuk menyerap karbon dioksida secara ekstra dinilai rendah. Meskipun demikian, perlindungan hutan alam dibutuhkan untuk konservasi.

Kompas

Hutan hujan tropis Taman Nasional Bukit Baka-Bukit Raya di Kabupaten Melawi di perbatasan Kalimantan Tengah dan Kalimantan Barat masih tampak lestari, 21 September 2012. Saat ini semakin jarang ditemui hutan hujan tropis yang masih perawan karena maraknya penebangan hutan.

Kemampuan hutan alam yang telah matang untuk menyerap karbon dioksida (CO₂) secara ekstra dinilai rendah. Padahal, penyerapan ekstra menjadi harapan dalam mitigasi terhadap dampak perubahan iklim.

Hal itu terungkap dalam hasil riset yang dilakukan peneliti Mingkai Jiang dari Hawkesbury Institute for the Environment, Western Sydney University, Penrith, New South Wales, Australia, dan kawan-kawan.

Meskipun demikian, perlindungan hutan alam yang telah matang ini agar terus dilakukan. Sebab, hutan alam yang matang itu memiliki fungsi lain yang sangat berguna bagi penyimpan karbon ataupun penghasil oksigen alami serta habitat flora dan fauna liar.

Penelitian mereka didasarkan pada teori sebelumnya yang menyatakan, ketika konsentrasi karbon dioksida di atmosfer meningkat, ekosistem daratan mengambil lebih banyak karbon dari atmosfer sebagai akibat dari peningkatan fotosintesis. Proses penyerapan karbon dioksida (CO₂) secara ekstra itu juga dikenal sebagai pemupukan karbon dioksida (CO₂ fertilization).

Baca juga: Perubahan Iklim Picu Kebakaran Hebat

Penyerapan ekstra itu menjadi harapan akan mitigasi perubahan iklim. Melalui proses alami tanaman, laju peningkatan kadar konsentrasi karbon dioksida di atmosfer dari emisi antropogenik bisa diperlambat.  Penelitian-penelitian terkait hal ini umumnya dilakukan pada hutan-hutan muda atau hutan yang baru dalam proses pemulihan di alam.

Jiang dan kawan-kawan, dalam Jurnal Nature 8 April 2020, memaparkan hasil percobaaan pengayaan karbon dioksida di udara bebas pada hutan alam yang matang di Australia. Hutan alam itu didominasi pohon eukaliptus (Eucalypstus tereticornis). Ternyata, angka terkait efek pemupukan karbon dioksida adalah terendah yang pernah dilaporkan.

Para peneliti melakukan riset di hutan tersebut sepanjang tahun. Hutan yang memiliki iklim hangat itu tak mengalami gangguan selama 90 tahun terakhir.

Mereka mengumpulkan data untuk semua sumber karbon utama dan alirannya dalam tiga plot lingkaran (masing-masing 490 meter persegi) di mana konsentrasi karbon dioksida atmosferik meningkat 150 bagian per juta (ppm) selama 4 tahun, dari 2013 hingga 2016. Data ini kemudian dibandingkan dengan yang berasal dari tiga plot kontrol yang tidak diperkaya CO₂.

Baca juga: Kebakaran Hutan Memicu Peningkatan Emisi

Para penulis melaporkan, pengayaan karbon dioksida menginduksi peningkatan penyerapan karbon 12 persen atau  setara dengan tambahan 247 gram karbon per meter persegi per tahun. Itu dilakukan melalui produksi primer bruto (GPP atau konversi karbon dioksida menjadi karbon organik melalui fotosintesis).

PHOTO BY PETER PARKS / AFP

Kebakaran hutan di Balmoral, 150 km barat daya Sydney, (19/12/2019). Pemerintah Australia telah menetapkan keadaan darurat di kawasan berpenduduk paling padat di Australia itu pada 19 Desember.

Dari jumlah ini, 28 persen di antaranya berakhir sebagai produksi primer bersih (NPP; fraksi GPP yang digunakan untuk pertumbuhan biomassa) dan 12,8 persen sebagai peningkatan total sumber karbon dari ekosistem (yaitu dalam kayu dan tanah). Hasil ini menambah ketidakpastian perkiraan pemupukan karbon dioksida yang amat bervariasi dari percobaan pengayaan CO₂ sebelumnya.

Hasil ini menambah ketidakpastian perkiraan pemupukan karbon dioksida yang amat bervariasi dari percobaan pengayaan CO₂ sebelumnya.

Bagaimana perkiraan Jiang dan rekannya tentang efek pemupukan karbon dioksida di hutan dewasa ini dibandingkan dengan hasil riset lain? Satu perbedaan melibatkan area daun kanopi hutan (total luas permukaan daun, hanya menghitung satu sisi daun), yang jadi penguat utama efek pemupukan pada efisiensi karboksilasi—reaksi biokimia yang mengubah karbon dioksida jadi senyawa organik.

Penelitian sebelumnya pada hutan yang sama menunjukkan peningkatan kadar karbon dioksida tak banyak berpengaruh pada indeks luas daun (LAI, ukuran total luas daun kanopi) di lokasi ini. Adapun pengayaan karbon dioksida merangsang ekspansi area daun dalam percobaan lapangan di ekosistem lain.

Baca juga: Antarktika 90 Juta Tahun Lalu Berupa Hutan Hujan Beriklim Sedang

Selain itu, efisiensi penggunaan karbon tanaman—rasio NPP dengan GPP—di hutan Australia, seperti di hutan dewasa lain, rendah dibandingkan dengan hutan muda. Efisiensi penggunaan karbon yang rendah ini memotong efek pemupukan karbon dioksida. Dua faktor itu menyebabkan efek pemupukan karbon dioksida di hutan Australia menjadi kecil.

Bagaimana hasil Jiang dan kolega diinterpretasikan dari perspektif lebih teoretis? Dengan meningkatnya konsentrasi karbon dioksida di atmosfer, karboksilasi terstimulasi.

Stimulasi biokimia ini ditingkatkan melalui hierarki biologis yang berkembang dari fotosintesis daun menjadi kanopi GPP, vegetasi NPP, dan untuk menjaring perubahan ukuran karbon dari kumpulan tanaman dan tanah. Di seluruh skala itu, stimulasi karboksilasi diperkuat oleh beberapa proses, tetapi berkurang oleh proses yang lain.

Sebagai contoh, jika karbohidrat ekstra yang dihasilkan akibat kenaikan kadar CO₂ dipakai untuk ekspansi area daun untuk menangkap lebih banyak karbon dioksida, stimulasi diperkuat pada skala kanopi (yakni melalui GPP).

Sebaliknya, stimulasi berkurang ketika karbon tambahan yang diambil pada skala kanopi dialokasikan untuk respirasi tanaman atau dipindahkan ke mikroorganisme untuk respirasi mereka.

KOMPAS/IRMA TAMBUNAN

Kawanan gajah sumatra (Elephas maximus sumatranus) melintasi semak belukar di Desa Pemayungan, Kecamatan Sumay, Kabupaten Tebo, Jambi, Jumat (14/2/2020). Kawanan gajah itu kian terdesak oleh berbagai aktivitas manusia dalam hutan. Upaya konservasi mendesak dilakukan demi menghindari kepunahan satwa dilindungi tersebut.

Kerangka teoretis tanggapan hierarkis ini memungkinkan efek pemupukan pada GPP dan pada proses siklus karbon lainnya diperkirakan pada skenario LAI tak banyak berubah dan konsentrasi karbon dioksida meningkat 150 ppm.

Perkiraan berdasarkan pengamatan Jiang dan rekannya dari peningkatan 12 persen dalam GPP, sejumlah 12,8 persen di antaranya berakhir di sumber karbon, sangat dekat dengan batas bawah estimasi yang diturunkan secara teoretis.

Data Jiang dan kawan-kawan serta data dari studi serupa membantu perkiraan efek global pemupukan CO₂. Ukuran efek ini tergantung langsung pada sensitivitas efisiensi karboksilasi terhadap peningkatan kadar karbon dioksida di atmosfer. Sensitivitas itu harus serupa di hutan eucalyptus dan tempat lain, berdasarkan analisis teoretis.

KOMPAS/FABIO MARIA LOPES COSTA

Kepala Perwakilam Komnas HAM Wilayah Papua Frits Ramandey melewati salah satu lokasi perambahan hutan yang berada di sekitar intake milik PDAM Jayapura.

Bagaimanapun, peningkatan kadar karbon dioksida, kapasitas karbolaksi fotosintesis untuk memproses penurunan karbon dioksida, bisa menurunkan sensitivitas efisensi karbolaksi. Dengan kata lain, efek pemupukan karbon dioksida menyusut pada kadar biokimia.

Untuk mengetahui efek pemupukan karbon dioksida secara global, sensitivitas karboksilasi dikalikan dengan peningkatan konsentrasi CO₂ tahunan di atmosfer, yang kian membesar dari waktu ke waktu. Peningkatan kadar CO₂ tahunan mengimbangi efek pemupukan karbon dioksida yang kian berkurang.

Faktor lain yang memengaruhi ukuran efek pemupukan CO₂ global adalah LAI. Perubahan dalam LAI yang diamati di lokasi penelitian Australia sebagai respons terhadap pengayaan CO₂ berada di ujung bawah dari spektrum luas dari perubahan LAI yang telah diamati di tempat lain.

Namun, pada skala global, LAI meningkat dari waktu ke waktu—pengamatan satelit menunjukkan bahwa bumi benar-benar menjadi lebih hijau. Peningkatan LAI memperkuat efek pemupukan karbon dioksida.

KOMPAS/YOLA SASTRA

Air Sungai Batang Kuantan dalam kawasan Taman Bumi Nasional Silokek, Kabupaten Sijunjung, Sumatera Barat, tampak keruh akibat aktivitas tambang emas ilegal, Jumat (29/11/2019).

Efisiensi penggunaan karbon tanaman yang dilaporkan dalam riset itu juga pada ujung rendah dari berbagai nilai yang dilaporkan, dan berkontribusi pada efek pemupukan CO₂ yang diamati dalam riset ini.

Namun, tidak banyak diketahui tentang bagaimana efisiensi penggunaan karbon tanaman bervariasi dari waktu ke waktu di skala regional dan global. Itu membuatnya sulit untuk menilai, apakah efek pemupukan global akan berubah karena perubahan efisiensi ini.

Intinya, saat ini sulit memperkirakan ukuran efek pemupukan karbon dioksida global secara akurat. Informasi itu membutuhkan data riset lintas skala spasial, dari situs ekosistem ke wilayah dan dunia, serta lintas skala biologis  yang dimulai dari tingkat molekul reaksi biokimia hingga skala daun dan kanopi, dan hingga skala lebih besar terkait produksi tanaman dan sumber karbon ekosistem.