Kelas Blue Carbon

Modul 1 · BC bab 1, H bab 12

Dasar blue carbon

Apa yang dihitung, mengapa penting, dan bagaimana kerangka IPCC mengaturnya.

Definisi

Blue carbon adalah karbon yang tersimpan di mangrove, rawa asin pasang surut, dan padang lamun. Simpanannya ada di tanah, di biomassa hidup atas tanah (daun, cabang, batang), di biomassa hidup bawah tanah (akar), dan di biomassa mati (serasah dan kayu mati). BC bab 1

Ketiga ekosistem ini juga melindungi pantai dari gelombang badai dan kenaikan muka laut, mencegah erosi, menjaga mutu air, mendaur hara, menjebak sedimen, menjadi habitat ikan dan kerang bernilai ekonomi, dan menopang ketahanan pangan masyarakat pesisir. Menjaga stok karbonnya berarti menjaga jasa-jasa itu juga.

Mengapa tanah pesisir menyimpan begitu banyak karbon

Di biomassa, karbon hanya tersimpan dalam skala tahun sampai puluhan tahun, sama seperti di hutan darat. Bedanya ada di tanah. Tanah darat kaya oksigen, sehingga mikroba aerob mengoksidasi karbon dan mengembalikannya ke atmosfer. Tanah pesisir jenuh air dan hampir tanpa oksigen, dan permukaannya terus bertambah tinggi. Karbon menumpuk terus selama ratusan sampai ribuan tahun.

• Padang lamun Posidonia oceanica di Teluk Portlligat, Spanyol, dan mangrove di Belize punya tanah kaya karbon setebal lebih dari 10 m yang berumur lebih dari 6.000 tahun.
• Rawa asin di New England utara punya sedimen setebal 3 sampai 5 m, berumur 3.000 sampai 4.000 tahun, dengan kadar karbon organik sampai 40%.

Karbon autokton dan alokton

Autokton adalah karbon yang diproduksi dan diendapkan di tempat yang sama. Tumbuhan mengambil CO₂ lewat fotosintesis, sebagian besar biomassanya dialokasikan ke akar, lalu akar itu terurai sangat lambat dalam kondisi anaerob.

Alokton adalah karbon yang diproduksi di tempat lain lalu diendapkan di sini. Gelombang, pasang surut, dan arus membawa sedimen dan karbon organik dari ekosistem sekitar, lalu akar dan tajuk tumbuhan menjebaknya.

Di padang lamun, sekitar 50% karbon tanah berasal dari luar. Di mangrove dan rawa asin, sebagian besar karbon diproduksi tumbuhan setempat, walau di beberapa lokasi sumbangan dari luar juga besar. Pembedaan ini penting saat menghitung emisi di Modul 11.

Mengapa dikelola

Saat vegetasi dibuang dan lahan dikeringkan atau dikeruk, sedimen terpapar udara atau kolom air. Karbon di dalamnya berikatan dengan oksigen menjadi CO₂ dan gas rumah kaca lain. Contoh yang umum adalah pembukaan mangrove untuk tambak udang, pengeringan rawa untuk pertanian, dan pengerukan padang lamun.

• Laju kehilangan: 340.000 sampai 980.000 ha per tahun (Murray dkk. 2011).
• Kehilangan historis: hingga 67% sebaran mangrove, 35% rawa asin, 29% lamun.
• Jika laju ini berlanjut, 30 sampai 40% rawa asin dan lamun serta hampir semua mangrove yang tidak dilindungi bisa hilang dalam 100 tahun (Pendleton dkk. 2012).

Hogarth memberi skala globalnya. Hutan mangrove dunia menyimpan sekitar 20 miliar ton karbon dalam akar bawah tanah dan gambut, kira-kira 2,5 kali emisi CO₂ global. Deforestasi mangrove melepas sekitar 2,4 × 10⁸ ton CO₂ per tahun. Padang lamun menyimpan 4,2 sampai 8,4 × 10⁹ ton karbon. H 12.4

Inventarisasi karbon

Inventarisasi karbon adalah pembukuan karbon yang masuk dan keluar dari suatu kawasan dalam kurun waktu tertentu. Untuk membuatnya, tiga hal harus dipahami: sebaran ekosistem dulu dan sekarang beserta penggunaannya oleh manusia, stok karbon saat ini dan laju akumulasinya, dan emisi yang mungkin timbul dari perubahan lanskap.

IPCC meminta dua jenis data:

• Data aktivitas. Data geografis tentang jenis tutupan dan penggunaan lahan, misalnya mangrove utuh, rawa terdegradasi, atau tambak, beserta laju perubahannya. Biasanya dari penginderaan jauh, ditambah pengecekan lapangan.
• Faktor emisi. Perubahan karbon akibat perubahan tutupan atau penggunaan lahan. Nilai positif berarti karbon lepas ke atmosfer. Nilai negatif berarti karbon diserap. Pengukuran yang akurat butuh data lapangan.

Satuan baku adalah megagram karbon per hektare (Mg C/ha). Satu megagram sama dengan satu ton metrik. Untuk mengubahnya ke CO₂, kalikan dengan 3,67.

Tiga Tier IPCC

Tier 2 dan 3 menghasilkan estimasi yang lebih dipercaya dan bisa mendukung pembayaran karbon yang lebih tinggi. IPCC menganjurkan negara mengejar Tier 3 untuk stok, sumber, dan serapan kunci bila mampu. KD 1.3.1.2

Bila data lokasi tidak ada, Tier 1 dihitung dengan mengalikan luas ekosistem dengan rataan global stok karbon tanah sampai 1 m: mangrove 386, rawa asin 255, lamun 108 Mg C/ha. Kisarannya sangat lebar, jadi ketidakpastiannya tinggi.

Yang masih belum diketahui

• Luasan: mangrove relatif terpetakan, tetapi banyak padang lamun belum disurvei, termasuk di Asia Tenggara.
• Laju sekuestrasi dan penyimpanan di Afrika, Amerika Selatan, dan Asia Tenggara.
• Emisi dari tanah organik yang terbuka dan dari lamun yang terganggu, serta serapan di lokasi restorasi.
• Laju emisi per jenis kegiatan manusia, terutama untuk lamun.
• Nasib karbon yang tererosi: sebagian larut dan masuk sistem laut-atmosfer, sebagian mengendap lagi di lepas pantai.

Manual hanya membahas sisi teknis pengukuran. Unsur sosial, politik, dan ekonomi dalam akuntansi karbon, seperti keberlanjutan simpanan (permanence), kebocoran (leakage), dan tata kelola, tidak dibahas di sana.

Modul 2 · H bab 1, 2, 10

Biologi mangrove

Cara pohon ini bertahan di lumpur asin tanpa oksigen menentukan di mana karbonnya berakhir.

Siapa mereka dan di mana tumbuhnya

Mangrove adalah pohon dan semak berkayu yang hidup di habitat tergenang dan asin. Mangrove sejati mencakup sekitar 70 spesies dalam 28 genus dan 20 famili. Kelompok ini tidak berkerabat dekat. Cara hidup mangrove berevolusi secara terpisah sedikitnya 16 kali, jadi kesamaan cirinya adalah hasil konvergensi. Dari 47 spesies komponen utama, 38 berasal dari dua famili saja: Avicenniaceae dan Rhizophoraceae. H 1.1

Sebaran mangrove dibatasi suhu. Batasnya paling cocok dengan isoterm suhu laut musim dingin 20 °C, dan mangrove tidak tahan embun beku. Titik paling selatan adalah Corner Inlet, Victoria, Australia (38°45′ LS), tempat tumbuh Avicennia marina.

Luas mangrove dunia diperkirakan 110.000 sampai 240.000 km², dengan estimasi terbaik 152.308 km² (data 2005). KD mencatat Indonesia memiliki hampir 23% mangrove dunia. Empat negara (Indonesia, Brasil, Australia, Meksiko) memegang sekitar 42%, dan 64% berada di sepuluh negara saja. KD bab 1

Ada dua wilayah biogeografi besar. Indo-Pasifik Barat punya 23 genus dan 61 spesies. Atlantik–Karibia–Pasifik Timur hanya punya 8 genus dan 12 spesies, padahal luas habitatnya sebanding. Indonesia tercatat punya 45 spesies, Australia 41, Malaysia 40, India 37. H 10.2

Hidup di tanah tanpa oksigen

Di tanah yang jenuh air, ruang antarpartikel terisi air. Oksigen berdifusi lewat air kira-kira 10.000 kali lebih lambat daripada lewat udara, dan sisa oksigen cepat habis dipakai bakteri. Hasilnya, tanah mangrove hampir anoksik.

Keadaan ini diukur dengan potensial redoks. Tanah beroksigen baik bernilai di atas +300 mV. Tanah mangrove anoksik bernilai −200 mV atau lebih rendah. Seiring oksigen habis, urutan reaksinya begini:

Jawaban mangrove adalah akar udara:

• Akar tunjang pada Rhizophora. Tumbuh dari batang atau cabang sampai 2 m di atas tanah. Bisa mencapai 24% biomassa atas tanah pohon.
• Akar lutut pada Bruguiera dan Xylocarpus. Akar horizontal yang sesekali muncul ke permukaan lalu masuk lagi.
• Pneumatofor pada Avicennia dan Sonneratia. Tonjolan tegak dari akar horizontal dangkal, setinggi sampai 30 cm, pada Sonneratia bisa sampai 3 m. Satu pohon Avicennia setinggi 2 sampai 3 m bisa punya lebih dari 10.000 pneumatofor.

Udara masuk lewat pori kecil (lentisel) dan mengalir lewat jaringan berongga (aerenkim). Di lumpur anoksik, ruang gas bisa melebihi setengah volume akar. Pengangkutan gas ini cukup efektif untuk mengoksigenasi tanah di sekitar akar, yang lalu memengaruhi mikroba dan ketersediaan hara. Karena tanah dalam sangat anoksik, akar mangrove tetap dangkal dan tidak ada akar tunggang yang dalam.

Mengatasi garam

Air laut mengandung sekitar 35 g garam per liter. Mangrove memakai tiga mekanisme, dengan tekanan berbeda antarspesies:

• Menolak garam di akar. Pada Aegiceras dan Avicennia, 90% garam ditolak di permukaan akar, naik jadi 97% bila salinitas lingkungan naik. Spesies lain bisa menolak sampai 99%. Prosesnya ultrafiltrasi fisik yang digerakkan transpirasi.
• Menoleransi garam di jaringan. Ion natrium dan klorida ditaruh di vakuola sel. Sitoplasma diseimbangkan dengan zat terlarut organik seperti glisinbetain, prolin, dan manitol, yang mahal dibuat.
• Mengeluarkan garam. Acanthus, Aegiceras, Aegialitis, dan Avicennia punya kelenjar garam di daun. Spesies lain menimbun garam di kulit batang atau di daun tua yang lalu digugurkan.

Biaya bertahan hidup

Setiap adaptasi punya ongkos energi dan bahan. Mangrove butuh massa akar yang relatif besar untuk mendapat air, dan rasio akar terhadap tajuk naik seiring salinitas. Efisiensi penggunaan airnya lebih tinggi daripada pohon bukan mangrove. Daun dipegang miring untuk mengurangi panas tanpa menambah transpirasi.

Ada tukar-menukar antara toleransi garam dan pertumbuhan. Sonneratia lanceolata hanya tumbuh sampai 50% salinitas air laut, sedangkan S. alba tahan sampai 100%. Keduanya tumbuh terbaik pada 5% air laut, tetapi pada salinitas itu pertumbuhan S. alba kurang dari separuh S. lanceolata. Spesies bisa memilih tahan garam atau tumbuh cepat, tidak keduanya. Pada kondisi ekstrem, pohon menjadi kerdil. Di delta Indus ada Avicennia dewasa setinggi kurang dari 0,5 m. H 2.3

Hara

Tanah mangrove umumnya miskin hara, dan sebagian besar hara datang dari darat. Fiksasi nitrogen di sekitar akar, serasah, dan lapisan sianobakteri bisa memenuhi sekitar 40% kebutuhan nitrogen tahunan hutan. Mangrove hemat hara: daunnya berumur rata-rata 16 bulan, dan sebelum gugur sebagian besar hara ditarik kembali (pada Kandelia candel sampai 77% nitrogen dan 58% fosfor).

Percobaan pemupukan di Belize menunjukkan pohon di tepi laut dibatasi nitrogen, pohon kerdil di sisi darat dibatasi fosfor, dan pohon di zona antara merespons keduanya. H 2.4

Reproduksi

Semua mangrove menyebarkan keturunannya lewat air. Banyak spesies bersifat vivipar: embrio tumbuh menjadi semai saat masih menempel pada induk, tanpa masa dormansi. Bentuk paling maju ada pada Rhizophoraceae, yang hipokotilnya menembus buah dan memanjang. Pada kriptovivipari (Avicennia, Aegiceras) embrio berkecambah di pohon tetapi tidak menembus kulit buah. Sisanya memakai biji biasa, misalnya Xylocarpus dengan buah seberat sampai 3 kg.

Propagul besar tampaknya lebih merupakan penyesuaian pada habitat setempat daripada alat penyebaran jarak jauh. Sekitar 78% propagul Avicennia marina terdampar dalam 2 km dari asalnya. Ini relevan untuk restorasi: sumber benih alami bekerja paling baik bila hutan induk ada di dekatnya. H 2.5

Mengapa hanya di tropis

Tumbuhan tahan garam dan tumbuhan tahan genangan ada juga di lintang sedang. Yang terbatas di tropis adalah gabungan tiga hal: berbentuk pohon, tahan garam, dan tahan genangan. Produksi primer bersih turun seiring lintang, sehingga sumber daya untuk membayar ongkos adaptasi makin sedikit. Embun beku juga bisa membekukan isi pembuluh xilem dan menimbulkan sumbatan udara (embolisme). H 2.6

Modul 3 · H bab 4, KD bab 1, BC bab 4

Struktur hutan dan sedimen

Bentuk hutan menentukan cara stratifikasi dan besar stok karbonnya.

Tipe hutan

KD dan manual memakai empat asosiasi mangrove: tepi pantai (fringe), sungai atau estuari (riverine), cekungan (basin), dan kerdil atau semak (dwarf, scrub). Biomassa atas tanahnya berkisar dari lebih dari 500 Mg/ha di hutan sungai dan tepi pantai Indo-Pasifik sampai sekitar 8 Mg/ha di mangrove kerdil. Diameter batang dewasa bisa lebih dari 1 m, atau tegakannya bisa lebih pendek dari 1 m.

Hogarth menjelaskannya dari sisi geomorfologi: hutan yang didominasi sungai (delta besar, kisaran pasang kecil, banyak sedimen), yang didominasi pasang surut (hutan tepi di estuari berbentuk corong), dan hutan cekungan di belakangnya yang jarang tergenang. Hutan cekungan cenderung menjadi penampung hara dan sedimen. Ketiganya adalah ujung-ujung suatu kontinum.

Zonasi spesies

Spesies mangrove sering tersusun dalam jalur-jalur yang hampir monospesifik. Ada empat penjelasan yang diajukan:

• Pemilahan propagul oleh pasang. Propagul besar terdampar di bawah, yang kecil di atas. Pengaruhnya ada, tetapi umumnya pasang menyebar propagul ke seluruh pantai.
• Gradien fisik. Salinitas tanah dan lama genangan (hidroperiode). Di Darwin Harbour keduanya bisa dipisahkan, dan hidroperiode ternyata pengaruh yang dominan.
• Suksesi dan interaksi spesies. Dinamika rumpang tajuk dan persaingan.
• Perubahan geomorfologi. Pergeseran alur, penurunan tanah, perubahan muka laut.

Sebagian besar spesies tumbuh paling baik pada salinitas rendah. Mereka berbeda dalam lebar toleransinya. Spesies yang toleran tetapi lambat tumbuh tersingkir dari tempat terbaik dan bertahan di tempat yang sulit. Jadi zonasi adalah hasil gabungan persaingan dan gradien fisik. Hogarth menutupnya begini: satu-satunya aturan universal zonasi mangrove adalah tidak ada aturan universal. H 4.1.1

Beda dengan hutan lain

Hutan mangrove miskin spesies, strukturnya sederhana, dan hampir tanpa tumbuhan bawah. Lantai hutannya juga hampir tanpa lapisan serasah karena kepiting memakan daun gugur dan pasang surut membawanya pergi. Dua hal ini menyederhanakan inventarisasi karbon: tumbuhan bawah dan serasah biasanya boleh diabaikan. KD bab 1 H 4.1.2

Apakah mangrove membuat daratan?

Mangrove menjebak sedimen. Kecepatan arus di alur pasang biasanya lebih dari 1 m/detik, sedangkan di dalam hutan jarang melebihi 0,1 m/detik karena batang, akar, dan pneumatofor menambah gesekan. Partikel yang terbawa naik saat pasang mengendap saat air diam, dan arus surut terlalu lemah untuk mengangkatnya lagi. Sekitar 80% sedimen tersuspensi yang masuk dari perairan pantai terjebak dengan cara ini.

Laju akresi bersih yang pernah diukur mencapai 11 mm per tahun, walau kebanyakan lebih rendah. Laju sedimentasi sebanding dengan kerapatan pneumatofor. Serasah, kayu mati, dan pertumbuhan akar bawah tanah ikut menaikkan permukaan tanah.

Meski begitu, Hogarth berhati-hati. Lebih mungkin mangrove mengikuti garis pantai yang bertambah karena sebab fisik, atau mundur saat pantai terkikis, daripada memimpin prosesnya. H 4.1.3

Modul 4 · H bab 1, 3, 4.2, 9.2; BC bab 2, 4

Lamun dan rawa asin

Dua ekosistem tanpa pohon yang hampir seluruh karbonnya ada di bawah permukaan.

Lamun

Lamun adalah tumbuhan berbunga monokotil yang hidup terendam di laut. Jumlahnya sekitar 58 spesies dalam 12 genus. Berbeda dengan mangrove, lamun tersebar dari tropis sampai lintang tinggi dan ada di semua benua kecuali Antartika.

• Pola tumbuh. Rimpang horizontal menjalar di dalam sedimen. Pada jarak tertentu muncul unit tegak berisi daun dan akar (ramet). Biasanya 50 sampai 60% biomassa lamun ada di bawah tanah. Satu klon bisa sangat luas dan tua. Satu klon Zostera marina di Baltik diperkirakan berumur lebih dari 1.000 tahun.
• Cahaya. Lamun umumnya butuh lebih dari sekitar 11% cahaya permukaan, sehingga kedalamannya terbatas. Kedalaman maksimum sekitar 90 m. Batas bawah sebarannya biasanya ditentukan kejernihan air.
• Karbon dan gas. Daun lamun tidak punya stomata. Karena CO₂ terlarut sedikit, lamun memakai ion bikarbonat. Rongga gas (lakuna) mengalirkan oksigen ke akar, mirip aerenkim mangrove.
• Efek pada lingkungan. Padang lamun meredam arus sampai 90% dan menjebak sedimen. Akresi tahunan bersih sampai 2 mm pernah tercatat. Posidonia oceanica di Mediterania membentuk tumpukan rimpang selama berabad-abad.

Biomassa lamun biasanya di bawah 5 ton berat kering per hektare, satu orde lebih rendah dari mangrove, tetapi produksi primer bersihnya kira-kira sekisar. H 3, 4.2, 8.2

Dari sisi karbon, manual mencatat tiga hal. Pertama, tanah di bawah lamun mengandung lebih banyak karbon organik daripada tanah hutan darat. Kedua, karbon organik di padang lamun dunia kira-kira sama dengan gabungan rawa asin dan mangrove. Ketiga, laju kehilangan lamun naik dari median 0,9% per tahun sebelum 1940 menjadi 7% per tahun sejak 1990, terutama karena penurunan mutu air (eutrofikasi) serta pengerukan dan penimbunan. BC bab 4

Rawa asin pasang surut

Rawa asin berada di zona intertidal atas, tergenang pasang secara teratur, dan didominasi herba, rumput, teki, dan semak rendah. Pohon tidak termasuk. Rawa asin paling umum di iklim sedang sampai arktik. Di tropis, tempatnya diambil mangrove di iklim lembap atau dataran garam di iklim kering.

Vegetasinya tersusun menurut elevasi: rawa rendah yang paling sering tergenang, rawa tengah dan tinggi, lalu rawa payau di tepi darat. Zona ini penting untuk stratifikasi. Pool bawah tanah biasanya 65 sampai 95% stok karbon ekosistem, dan biomassa atas tanah baru berarti di rawa tinggi. Rasio akar terhadap tajuk berkisar 1,4 sampai 50. BC bab 2, 4

Kehilangan rawa asin terutama karena “reklamasi” dengan tanggul, konversi ke tambak garam dan tambak udang, dan pengaturan drainase. Amerika Utara diperkirakan kehilangan 50% sejak pemukiman Eropa. China kehilangan 50% sejak 1950-an karena reklamasi. Di Australia tenggara luasnya turun 30 sampai 40% sejak 1950, terutama karena digantikan mangrove.

Hogarth membandingkan nasib produksi primernya. Di rawa asin lebih banyak yang dimakan herbivor langsung, lebih banyak yang tertahan di ekosistem, dan lebih sedikit yang diekspor dibanding mangrove. H 9.2

Modul 5 · H bab 8, 9

Produktivitas dan nasib karbon

Dari fotosintesis sampai gambut: ke mana karbon pergi setelah difiksasi.

Biomassa

Biomassa atas tanah tertinggi ada di lintang rendah. Hutan Rhizophora yang tidak terganggu di Australia utara bisa mencapai 700 ton berat kering per hektare. Di hutan tua Asia Tenggara, 300 sampai 500 t/ha lebih lazim, setara kira-kira 150 sampai 250 ton karbon per hektare. Mangrove kerdil Florida bisa hanya 7,9 t/ha.

Komposisinya: daun 3 sampai 5%, cabang 10 sampai 20%, batang utama 60 sampai 90%, akar udara 8 sampai 25%. Biomassa bawah tanah lebih besar daripada pohon tropis lain, yaitu 30 sampai 50% dari total pada Rhizophora dan 50 sampai 60% pada Avicennia. Sebagian besar akar halus sebenarnya sudah mati. Laju dekomposisi akar sangat rendah (0,06 sampai 0,34% per hari), sehingga akar mati menumpuk lama di tanah. H 8.1.2

Produksi

Produksi primer bruto adalah seluruh hasil fotosintesis. Setelah dikurangi respirasi pohon, sisanya produksi primer bersih (NPP). NPP sama dengan pertambahan biomassa, ditambah yang gugur sebagai serasah, ditambah yang dimakan herbivor.

• Serasah gugur: umumnya 5 sampai 15 t/ha/tahun, di mangrove kerdil bisa 2,9.
• NPP atas tanah: Rhizophora 8,1 sampai 26,7 t/ha/tahun, Avicennia 3,99 sampai 24,6. Dengan komponen bawah tanah, angkanya mungkin dua kali lipat.
• NPP dan biomassa sama-sama turun seiring lintang.

Empat nasib bahan mati

Bahan mati yang dilepas pohon bisa dihancurkan hewan seperti kepiting, diurai mikroba, terbawa keluar oleh pasang atau arus sungai, atau menumpuk di lumpur. Proporsinya bergantung pada tinggi pantai. Di pantai rendah, pasang cepat membawa serasah keluar. Di pantai tinggi, kepiting atau mikroba yang lebih berperan.

• Daun. Dalam 10 sampai 14 hari pertama, kehilangan berat hampir seluruhnya karena pelindian karbon organik terlarut, bukan karena mikroba. Sekitar 30 sampai 50% bahan organik daun bisa terlindi. Waktu paruh di hutan Matang: Sonneratia alba 15 hari, Rhizophora mucronata 34, R. apiculata 43, Bruguiera parviflora 70 hari.
• Kepiting. Kepiting sesarmid memakan 19 sampai 100% stok serasah. Mereka menyeret daun ke liang sehingga tertahan di hutan, dan mencacahnya menjadi partikel kecil. Secara keseluruhan kepiting mempercepat perombakan serasah sampai dua orde besaran.
• Kayu. Jaringan kayu mencakup 20 sampai 50% NPP dan terurai dalam skala tahun. Moluska penggerek (teredinid) sangat menentukan: batang yang rebah kehilangan separuh massanya dalam 2 tahun bila mereka ada, dan hanya sekitar 5% bila tidak ada.
• Akar. Dalam 270 hari, akar serabut Avicennia hanya kehilangan 15% massanya, sedangkan akar utama kehilangan 60%. Akar serabut membentuk gambut. Adanya gambut menunjukkan bahan akar menumpuk lebih cepat daripada terurai.

Bakteri sedimen mendaur karbon terlarut di dalam lumpur sehingga sedikit yang lolos. Di mangrove Malaysia, sekitar 1,5 ton C/ha menumpuk di sedimen tiap tahun, kira-kira 10% produksi total. H 8.1.4

Ekspor karbon

Hipotesis outwelling menyatakan ekosistem pesisir yang produktif mengekspor bahan organik ke perairan sekitar. Datanya menunjukkan gambaran yang lebih terbatas:

• Ekspor karbon organik (partikel dan terlarut) rata-rata global sekitar 6,8 kg C/ha/hari, hanya sekitar 20% NPP.
• Ekspor karbon anorganik terlarut (DIC), terutama CO₂ yang larut di air, bisa satu orde lebih besar. Jalur ini jarang dihitung.
• Respirasi tanah, terutama oleh mikroba, sekitar 5,56 t C/ha/tahun.
• Karbon yang diekspor tidak pergi jauh, umumnya ratusan meter sampai beberapa kilometer. Jejaknya dilacak dengan isotop stabil: δ¹³C mangrove berkisar −24 sampai −30‰, sedangkan lamun jauh kurang negatif.

Mangrove dan lamun yang bersebelahan saling bertukar karbon. Bahan partikel dari mangrove mengendap di sedimen lamun, lalu CO₂ hasil respirasinya dipakai lamun untuk fotosintesis. H 9.4–9.6

Modul 6 · BC bab 2, KD 1.3 dan bab 2

Merancang inventarisasi

Keputusan di meja sebelum turun ke lumpur menentukan apakah angkanya nanti bisa dipertahankan.

Stok dan pool

Pool karbon adalah tempat penyimpanan, seperti tanah, vegetasi, atau kayu mati. Stok karbon adalah jumlah karbon organik di suatu ekosistem dengan luas tertentu, yaitu jumlah satu atau lebih pool, dilaporkan dalam Mg C/ha untuk kedalaman tanah tertentu. Pool jangka pendek (misalnya biomassa hidup, kurang dari 50 tahun) dibedakan dari pool jangka panjang (karbon organik tanah, ratusan sampai ribuan tahun). Untuk mitigasi, pool jangka panjang yang paling penting.

Lima langkah rencana pengukuran

1. Tetapkan batas proyek. Bisa satu lokasi puluhan hektare atau satu negara. Batasi pada lahan yang sekarang atau dulu ditempati ekosistem yang diukur, dan jangan masukkan ekosistem laut, darat, atau air tawar di sebelahnya. Setelah ditetapkan, usahakan batas tidak diubah.
2. Stratifikasi. Bagi area yang beragam menjadi unit yang lebih seragam.
3. Pilih pool yang diukur.
4. Tentukan tipe, jumlah, dan letak plot.
5. Tentukan frekuensi pengukuran.

Stratifikasi

Kriteria strata harus berhubungan dengan yang diukur, yaitu karbon. Yang paling berpengaruh adalah jenis dan kerapatan vegetasi: hutan tinggi, mangrove kerdil, semak, dan nipah di mangrove, bentuk tumbuh rumput, semak, dan gelagah di rawa asin, serta kedalaman air untuk lamun. Kriteria lain adalah penggunaan lahan saat ini dan yang mungkin terjadi, sifat tanah, bentuk lahan, dan jarak dari laut.

Strata yang terlalu banyak dan kecil menambah beban sampling. Strata yang terlalu sedikit dan besar menyembunyikan variasi. Keduanya menghapus manfaat stratifikasi. Di mangrove, baik juga menyampel pada jarak yang berbeda dari tepi laut karena kedalaman tanah dan komposisi pohon berubah sepanjang gradien itu.

Pool mana yang diukur

Sebuah pool diukur bila porsinya besar (lebih dari 5% karbon di stratum), bila ia mungkin berubah atau sudah berubah, atau bila besarnya belum diketahui. Akuntansi karbon nasional dan proyek pasar karbon mensyaratkan empat pool dasar: biomassa hidup atas tanah, biomassa mati atas tanah, biomassa hidup bawah tanah, dan karbon tanah.

KD menyebut lima pool untuk mangrove yang bersama-sama mencakup lebih dari 95% stok: pohon hidup atas tanah, pohon mati, kayu rebah, karbon tumbuhan bawah tanah, dan karbon tanah.

Plot permanen atau sementara

Di plot permanen, batas ditandai jelas dan semua pohon dipetakan atau diberi label.

Berapa plot

Sasaran yang lazim adalah estimasi dalam 10% dari rataan sebenarnya pada tingkat kepercayaan 95%. Butuh gambaran variasi, dari inventarisasi sebelumnya atau dari sampel awal 6 sampai 10 plot.

Jika area distratifikasi, hitung untuk tiap stratum. Tambahkan sekitar 10% untuk plot yang nanti tidak bisa ditemukan lagi atau hilang. KD 1.3.2

Bila tidak ada informasi awal sama sekali, manual menyarankan mengukur sebanyak plot yang dimungkinkan anggaran pada kunjungan pertama, lalu memakai data itu untuk menentukan kebutuhan berikutnya.

Letak, bentuk, dan ukuran plot

Lokasi plot ditentukan sebelum ke lapangan, tanpa pengetahuan tentang komposisi dan strukturnya, supaya tidak bias. Pilihannya linear (sepanjang gradien dari sungai, pantai, atau alur), acak, atau kisi berbasis peluang. KD menambahkan bahwa letak acak dan sistematis sama-sama sah. Bila sebagian area lebih kaya karbon, sistematis biasanya lebih presisi.

Tidak ada satu ukuran plot yang terbaik. Yang dianjurkan adalah plot bersarang: komponen besar diukur di plot besar, komponen kecil di subplot kecil. Plot juga bisa dipecah menjadi beberapa subplot (klaster) dengan luas total sama. Klaster menangkap lebih banyak variasi mikro, sehingga variasi antarplot turun dan presisi naik.

Tata letak linear dipilih karena bergerak di mangrove sulit, karena mengurangi kerusakan akibat injakan, dan karena menangkap gradien dari laut ke darat. KD 1.3.2

Seberapa sering

Bergantung pada laju perubahan yang diharapkan, syarat pasar karbon, dan biaya. Pengukuran tahunan memberi estimasi terbaik tetapi biasanya berlebihan. Selang sekitar lima tahun lazim untuk biomassa. Untuk pool yang lambat berubah seperti tanah, 10 sampai 20 tahun bisa dipakai, dengan risiko gangguan terlewat. Badai besar atau perubahan lahan mendadak membenarkan pengukuran lebih cepat. Di rawa asin dan lamun, ukur saat biomassa puncak dan ulangi pada musim yang sama.

Bekerja mengikuti pasang surut

Sebagian besar mangrove hanya bisa disampel saat surut. Di elevasi terendah, waktunya bisa hanya 3 sampai 4 jam. Aturan seperduabelas membantu memperkirakannya. Dalam enam jam setelah pasang tertinggi, air turun berturut-turut 1/12, 2/12, 3/12, 3/12, 2/12, dan 1/12 dari kisaran pasang. Dua jam sebelum dan sesudah surut terendah airnya hampir tidak berubah. Itulah jendela kerja sekitar empat jam, dari jam ke-4 sampai jam ke-8. KD 2.1

Catatan di tiap plot

• Identitas plot, lokasi, tanggal, anggota tim, koordinat GPS dan ketelitiannya, petunjuk arah ke lokasi.
• Kategori lokasi (hutan, kerdil atau semak di bawah 5 m, lainnya), kondisi (utuh, terdegradasi, gundul), topografi mikro, posisi geomorfik, jenis tanah.
• Tanda gangguan: kerusakan siklon, tebangan (rendah di bawah 30% luas bidang dasar, sedang 30–70%, tinggi di atas 70%), penyakit atau gangguan lain.
• Foto dari titik tetap. Di mangrove lazimnya empat foto dari pusat plot ke empat arah mata angin.

Di akhir tiap hari lapangan, lembar data diperiksa kelengkapan dan keterbacaannya, lalu pemeriksa menulis nama dan tanggal. Saat data dimasukkan ke komputer, tiap lembar dicocokkan. Minimal 10% lembar data dicek ulang oleh orang lain. KD 2.2 BC bab 7

Modul 7 · BC bab 3, KD 2.3.4.5 dan 3.1.7–3.1.10

Karbon tanah

Pool terbesar dan paling jarang diteliti. Metodenya sama untuk ketiga ekosistem.

Tanah organik dan tanah mineral

Dalam manual, tanah organik adalah tanah dengan bahan organik lebih dari 20%, dan tanah mineral kurang dari 20%. Tanah organik terbentuk bila penimbunan bahan organik tinggi dan endapan mineral rendah. Warnanya gelap dan penuh sisa tumbuhan. Tanah mineral terbentuk bila banyak sedimen datang dari sungai, pasang, atau cangkang organisme berkapur. Teksturnya lebih berpasir dan berisi pecahan cangkang.

Tiga parameter

Untuk tiap plot atau titik inti: (1) kedalaman tanah, (2) bobot isi kering, (3) kadar karbon organik. Bobot isi dan kadar karbon berubah menurut kedalaman dan lokasi, jadi perlu cukup inti. Manual menyebut satu inti per plot dan minimal tiga plot per stratum. KD mencatat bahwa di mangrove enam titik per lokasi dengan beberapa kedalaman per titik sudah bisa memadai.

Seberapa dalam

Di hutan darat, sampling tanah sering berhenti di 30 cm. Tanah pesisir yang kaya bahan organik bisa setebal 10 cm sampai lebih dari 3 m, dan drainase, oksidasi, amblesan, serta kenaikan muka laut memengaruhi lapisan dalam. Standarnya minimal 1 m, dan 3 sampai 5 m tidak jarang. Idealnya sampai batuan dasar atau pasir koral.

Kedalaman diukur dengan batang penduga seperti bambu atau probe longsoran. Kedalaman sampai batang tidak bisa masuk lagi (depth to refusal) sering dianggap tebal tanah organik. Karena hasilnya bergantung pada diameter batang, tenaga orangnya, dan akar yang menghalangi, validasi dulu dengan inti tanah dan ukur di beberapa titik acak.

Alat pengambil inti

Cara mengambil inti di mangrove dan rawa asin: singkirkan serasah, tekan alat tegak lurus perlahan sampai rata dengan permukaan, putar untuk memotong akar halus, lalu tarik sambil terus diputar. Jika alat tertahan akar besar atau koral, jangan dipaksa. Pindah titik. Di lamun, tabung PVC berpiston dipukul masuk dengan palu, ditutup, lalu ditarik dengan katrol. Inti lamun harus dijaga tegak supaya lapisannya tidak bercampur.

Pemadatan inti

Menekan tabung ke sedimen sering memampatkan sampel, terutama di lamun. Inti juga bisa jauh lebih pendek dari kedalaman tembus bila tabung tersumbat akar atau cangkang lalu menembus seperti paku (nail effect). Bahkan dengan cara terbaik, pemendekan bisa sampai 30%. Idealnya ambil inti baru. Bila tidak bisa, koreksi.

Interval sampel

• Mangrove: 0–15, 15–30, 30–50, 50–100, dan lebih dari 100 cm. Di bawah 100 cm, ambil sampel paling jarang tiap 2 m. Interval lebar ini memadai karena kadar karbon mangrove berubah lambat menurut kedalaman.
• Rawa asin dan lamun: variasi terbesar ada di 20 sampai 50 cm teratas. Ambil profil rinci, misalnya potongan 5 cm berurutan di 50 cm teratas, lalu lebih jarang di bawahnya.

Bila tidak mengambil seluruh interval, ambil subsampel sekitar 5 cm di titik tengahnya. Untuk interval 0–15 cm, ambil pada 5–10 cm. Untuk 50–100 cm, ambil pada 72,5–77,5 cm. Satu subsampel bisa dipakai untuk bobot isi sekaligus kadar karbon, asal volume aslinya diketahui. KD 2.3.4.5

Beri label tiap sampel dengan kode inti, kedalaman, dan interval. Foto inti dengan pita ukur. Simpan dingin (4 °C) dan bekukan atau keringkan dalam 24 jam.

Bobot isi kering

Keringkan pada 60 °C sampai berat konstan. Timbang setelah minimal 24 jam dan didinginkan di desikator, keringkan lagi 24 jam, ulangi sampai selisihnya kurang dari 4%. Biasanya butuh 48 sampai 72 jam. Suhu 105 °C tidak dianjurkan untuk sampel yang akan dianalisis karbonnya karena sebagian bahan organik bisa teroksidasi. KD menemukan bobot isi hasil 60 °C hanya berbeda sekitar 1% dari hasil 105 °C. Jangan buang karbonat (cangkang) sebelum mengukur bobot isi.

Kadar karbon organik

Sebelum dianalisis, sampel kering dibersihkan dari batu dan ranting lalu digerus sampai homogen. Ada tiga cara:

Alur keputusan di manual: bila ada akses ke elemental analyzer dan biaya bukan masalah, pakai itu, dengan koreksi karbonat bila sampel mengandungnya. Bila tidak, pakai LOI bila ada tanur. Bila tanur pun tidak ada, pakai oksidasi kimia.

Mengoreksi karbon anorganik

Karbonat dari cangkang dan pecahan koral mengandung karbon tetapi bukan bagian dari blue carbon. Uji dulu dengan beberapa tetes HCl 1N. Bila berbuih, ada karbonat. Dua cara koreksi:

• Pengasaman. Rendam sekitar 1 g sampel dalam HCl 1N, aduk, diamkan 18–24 jam, ulangi sampai tidak berbuih, cuci tiga kali dengan air suling, keringkan pada 60 °C, timbang. Selisih massa adalah karbonat. Karbon mencakup 12% berat molekul CaCO₃, jadi kalikan 0,12.
• Pengabuan. Panaskan subsampel pada 500 °C minimal 3 jam untuk menghilangkan karbon organik, lalu ukur karbon dalam abu dengan elemental analyzer.

Dari LOI ke karbon organik

LOI mengukur hilangnya bahan organik, yang juga berisi hidrogen, nitrogen, oksigen, dan belerang. Maka perlu persamaan penghubung. Terbaik adalah mengirim sebagian sampel ke laboratorium untuk membuat hubungan sendiri. Bila tidak bisa, pakai persamaan dari lokasi yang paling mirip:

Hubungan untuk mangrove lemah (r² 0,59). Di Palau, rasio bahan organik terhadap karbon rata-rata 2,06 tetapi berkisar 1,33 sampai 2,80. LOI juga bisa melebih-lebihkan karbon organik dalam dua keadaan: sampel berkarbonat yang dipanaskan di atas 500 °C, dan tanah dengan liat lebih dari 11% yang melepas air struktural. BC bab 3 KD 3.1.9

Menghitung stok karbon tanah

1. Untuk tiap interval: kerapatan karbon (g/cm³) = bobot isi × (%C_org ÷ 100).
2. Kalikan dengan tebal interval (cm) untuk mendapat g/cm².
3. Jumlahkan semua interval dalam satu inti sampai kedalaman total. Catat kedalaman itu.
4. Ubah satuan: g/cm² × 100 = Mg C/ha.
5. Rata-ratakan inti dalam satu stratum dan hitung simpangan bakunya.
6. Kalikan rataan dengan luas stratum, lalu jumlahkan semua strata.
7. Gabungkan ketidakpastian antarstrata: σ_T = √(σ_A² + σ_B² + … ), dengan σ tiap stratum = simpangan baku × luas stratum.
8. Laporkan rataan ± ketidakpastian, beserta kedalaman tanahnya.

KD meringkas langkah 1 sampai 4 menjadi satu rumus:

Tanah butuh waktu lama untuk menumpuk karbon. Ekosistem yang baru terbentuk atau baru direstorasi mungkin belum punya pool karbon tanah yang berarti selama beberapa tahun.

Modul 8 · KD bab 2 dan 3, BC bab 4

Karbon vegetasi mangrove

Tiap komponen diukur dengan caranya sendiri, lalu dikali faktor konversi karbonnya.

Pohon hidup

Catat untuk tiap pohon: spesies, diameter batang utama setinggi dada (dbh), hidup atau mati, dan tinggi bila memungkinkan. Mangrove hanya punya sedikit spesies, jadi identifikasi bisa dipelajari di lokasi. Sebuah pohon masuk hitungan bila minimal 50% batang utamanya berakar di dalam batas plot.

Di hutan darat, survei sering hanya mengukur pohon di atas 10 cm. Di mangrove, pohon kecil bisa mendominasi tegakan, jadi semua pohon diukur. Supaya efisien, pohon kecil diukur di subplot yang lebih kecil.

Mengukur diameter pada batang yang tidak biasa

• Pohon di lereng: ukur dari sisi atas lereng.
• Pohon miring: ukur sejajar batang.
• Bercabang di atau di bawah tinggi dada: ukur tepat di bawah cabang. Bercabang sangat dekat tanah: perlakukan sebagai dua pohon.
• Banir lebih tinggi dari tinggi dada: ukur tepat di atas banir.
• Rhizophora: ukur di atas akar tunjang tertinggi, di tempat batang utama yang sebenarnya ada.

Di plot permanen, tandai titik ukur bila bukan di tinggi dada, dengan label atau cat melingkar. Paku tidak dianjurkan karena kayu luka membengkak dan membuat pertumbuhan tampak lebih besar. Pita diameter dipakai untuk plot permanen. Kaliper pohon cukup untuk survei cepat sekali ukur.

Semai dihitung jumlahnya di subplot terkecil. Massa rata-ratanya didapat dari sampel yang diambil di luar plot, lalu dikalikan kerapatan.

Persamaan alometrik

Persamaan alometrik menghubungkan ukuran yang mudah diukur dengan biomassa. Tinggi pohon juga bisa dipakai, tetapi KD tidak menganjurkannya karena sulit diukur akurat di lapangan.

B = biomassa (kg), D = dbh (cm), ρ = kerapatan kayu (g/cm³), H = tinggi (m). Persamaan “kayu saja” dari Mikronesia tidak mencakup daun dan akar tunjang. Keduanya harus dihitung terpisah, misalnya daun Rhizophora 0,0139 × D^2,1072 dan akar tunjangnya 0,0068 × D^3,1353 (Clough & Scott 1989). KD Tabel 3 BC Tabel 4.2

Aturan memilih persamaan

• Utamakan persamaan spesifik spesies yang dibuat di wilayah tempat Anda bekerja.
• Perhatikan diameter maksimum pohon contoh. Di luar itu, biomassa pohon besar bisa terlalu tinggi.
• Pakai persamaan yang sama untuk semua pohon di area proyek dan dari waktu ke waktu.

Alasannya terlihat di data Yap. Pohon Bruguiera berdiameter 69 cm diduga 2.588 kg oleh persamaan Kauffman & Cole (2010) dan 7.014 kg oleh persamaan umum Komiyama dkk. (2008). Untuk pohon 80 cm, hasilnya 3.034 kg lawan 9.434 kg. Untuk pohon di bawah 20 cm, selisihnya kecil. KD 3.1.1

Kerapatan kayu dan kadar karbon

Kerapatan kayu adalah massa kering oven dibagi volume kayu segar. Volume diukur dari kenaikan massa saat potongan kayu ditenggelamkan dalam wadah air di atas timbangan, karena kerapatan air 1 g/cm³. Sampel kayu dikeringkan pada 100 °C. Kerapatan spesies yang sama bisa sangat berbeda antarlokasi, jadi ukur sendiri bila bisa.

Kadar karbon kayu yang dilaporkan: Bruguiera gymnorrhiza 46,3%, Rhizophora apiculata 45,9%, Sonneratia alba 47,1%. Bila tidak ada nilai lokal, kalikan biomassa dengan 0,46 sampai 0,50. BC Tabel 4.1 KD 3.1

Biomassa bawah tanah

Rasio biomassa atas terhadap bawah tanah di mangrove umumnya 2,0 sampai 3,0. Di hutan darat 3,96 sampai 4,52. Artinya mangrove menaruh porsi lebih besar di bawah tanah. Menggali akar hampir mustahil, jadi dipakai persamaan umum Komiyama dkk. (2008):

Kadar karbon akar lebih rendah dari bagian atas tanah, 36 sampai 42%. Nilai bawaan yang bisa dipertanggungjawabkan adalah 39%.

Pohon mati berdiri

Komponen lain

• Mangrove kerdil. Peubah terbaik adalah diameter batang pada 30 cm di atas tanah (D30), luas tajuk, tinggi, dan volume tajuk. Persamaan yang ada masih sedikit (Florida, Puerto Riko). Untuk membuat persamaan baru, panen 15 sampai 25 pohon per spesies dari semua ukuran. Plot kecil, misalnya setengah lingkaran radius 2 m.
• Nipah. Tidak dirusak: tentukan massa kering rata-rata per daun dari 15 sampai 25 pelepah yang diambil di luar plot, lalu kalikan jumlah daun di plot. Faktor karbon 0,47.
• Liana. Jarang besar di mangrove. Bila ada, ukur diameter pada 130 cm dan pakai persamaan liana. Faktor karbon 0,46.
• Pneumatofor. Pada Avicennia, Bruguiera, dan Sonneratia, bagian ini tidak tercakup persamaan alometrik pohon. Hitung jumlahnya di mikroplot (lazimnya 50 × 50 cm), kalikan massa rata-rata dari 50 sampai 100 contoh yang dipotong di luar plot. Faktor karbon 0,39.
• Serasah. Bahan mati bukan kayu yang baru jatuh. Di mangrove jumlahnya kecil karena kepiting dan pasang surut, jadi biasanya tidak diukur. Bila diukur: mikroplot 50 × 50 cm, keringkan sampai berat konstan, faktor karbon 0,45.
• Tajuk. Tutupan tajuk bisa dibaca dengan densiometer cermin cembung. Empat bacaan per titik, menghadap utara, selatan, timur, dan barat, lalu dirata-rata.

Kayu mati rebah

Kayu rebah bisa besar setelah siklon atau tebangan. Metode yang dianjurkan adalah teknik garis potong (line intersect): hitung potongan kayu yang memotong transek.

Nilai diameter kuadratik dan berat jenis di atas adalah contoh dari mangrove Mikronesia setelah topan (Kauffman & Cole 2010). Ukur sendiri di lokasi Anda bila bisa.

Aturan menghitung

• Pohon mati yang masih berdiri tidak dihitung di sini. Kayu harus sudah lepas dari pohon.
• Pita transek harus memotong sumbu tengah potongan kayu. Menyenggol ujungnya saja tidak dihitung.
• Satu potong boleh tercatat lebih dari sekali bila terpotong pita lebih dari sekali.
• Hanya kayu dalam 2 m dari permukaan tanah.
• Utuh atau lapuk ditentukan dengan parang. Utuh bila parang memantul atau hanya masuk sedikit. Lapuk bila parang masuk dalam dan kayu rapuh.

Dalam praktik, hanya kayu di atas 2,5 cm yang merupakan pool berarti. Potongan yang lebih kecil bisa digabung ke sampel serasah. KD 2.3.4.4, 3.1.6

Modul 9 · BC bab 4

Vegetasi rawa asin dan lamun

Tumbuhannya kecil, jadi plotnya kecil dan sebagian besar dikerjakan dengan panen dan timbang.

Rawa asin

Biomassa berubah menurut musim, hara, salinitas, penggembalaan, dan tinggi muka air tanah. Ukur saat biomassa puncak, biasanya pertengahan sampai akhir musim panas, dan ulangi pada musim yang sama. Strata biasanya sejajar garis pantai atau alur pasang, dan transek dibuat memotong gradien itu. Manual menyarankan plot sekitar 20 × 50 m di tiap stratum dengan minimal lima sampai enam kuadrat kecil di dalamnya.

• Rumput, teki, dan herba. Dalam kuadrat 30 × 30 cm, hitung jumlah batang per spesies dan ukur tingginya. Bila ujung batang sudah mati, ukur tinggi bagian hijau. Buat persamaan alometrik sendiri dari minimal 50 batang per spesies yang dikeringkan pada 60 °C sekitar 72 jam. Faktor karbon 0,45.
• Semak. Seperti mangrove kerdil: diameter pada 30 cm, tajuk, tinggi. Panen 15 sampai 25 semak per spesies untuk membuat persamaan. Faktor karbon 0,46 sampai 0,50.
• Biomassa bawah tanah. Bisa 50 sampai 95% biomassa vegetasi. Cara paling akurat adalah inti berdiameter 10 cm sampai 1 m, dicuci di atas saringan 1 mm, akar dan rimpang hidup dipisahkan menurut warna dan tekstur, lalu dikeringkan pada 60 °C. Faktor karbon 0,34.
• Serasah. Kecil karena cepat terurai atau terbawa pasang. Faktor karbon 0,45.
• Kayu rebah. Jarang berarti. Bila ada, pakai teknik garis potong dengan faktor karbon 0,50.

Lamun

Lamun bisa terendam terus atau berada di zona pasang surut. Yang intertidal disampel saat surut. Yang subtidal disampel dengan snorkel atau SCUBA. Plot kecil, 0,25 sampai 1 m². Struktur padang berubah menurut kedalaman, jadi stratifikasi biasanya mengikuti selang kedalaman. Seperti di rawa asin, ukur saat biomassa terbesar dan ulangi pada waktu yang sama tiap tahun.

• Biomassa hidup. Tekan tabung berdiameter besar (10–25 cm) menembus daun tanpa memotongnya sampai ke lapisan berakar, biasanya 40 cm. Cuci di saringan, pisahkan bagian atas dan bawah tanah. Keringkan pada 60 °C sekitar 72 jam. Faktor karbon 0,34.
• Epifit. Alga dan organisme lain yang menempel di daun. Pool ini kecil tetapi lazim dipisah. Ada dua cara: dikerok atau dicuci asam. Dikerok dianjurkan bila tujuannya menghitung pool epifit, karena asam bisa melarutkan senyawa organik. Epifit berkapur perlu koreksi karbon anorganik seperti pada tanah.
• Serasah. Kecil karena daun cepat terurai atau terbawa arus. Faktor karbon 0,34.

Dari plot ke hektare

Jumlahkan semua komponen dalam satu plot, rata-ratakan plot dalam satu stratum beserta simpangan bakunya, kalikan luas stratum, lalu jumlahkan strata. Cara menggabungkan ketidakpastiannya sama dengan tanah.

Modul 10 · KD 3.2, 3.3 dan bab 4; BC bab 3, 4

Stok total dan ketidakpastian

Menjumlahkan pool itu mudah. Yang membuat angkanya dipercaya adalah ketidakpastian yang ikut dilaporkan.

Menjumlahkan

Rata-ratakan dulu tiap pool dari semua plot, lalu jumlahkan rataannya.

Setara CO₂

Inventarisasi gas rumah kaca sering dilaporkan dalam setara CO₂ (CO₂e). Kalikan karbon dengan 3,67, yaitu rasio berat molekul CO₂ (44) terhadap karbon (12). Empat hutan mangrove di grafik Ringkasan setara 2.074 sampai 4.621 Mg CO₂e per hektare. Melaporkan semua kehilangan sebagai CO₂ tergolong konservatif, karena sebagian karbon lepas sebagai metana dan gas lain yang daya pemanasannya lebih tinggi. KD 3.2.1

Ketidakpastian satu pool

Ketidakpastian menunjukkan presisi data, yaitu sebaran di sekitar rataan. Lazimnya dilaporkan sebagai selang kepercayaan 95% dalam persen dari rataan.

Contoh: rataan 100 Mg/ha dengan selang 90 sampai 110 Mg/ha berarti ketidakpastian ±10%.

Ketidakpastian stok total

Tiap pool punya ketidakpastiannya sendiri. Ada dua cara menggabungkannya. Yang pertama perambatan galat sederhana: akar dari jumlah kuadrat. Yang kedua simulasi Monte Carlo.

Monte Carlo dipakai bila ada korelasi kuat antar-dataset, bila ketidakpastian sangat besar (lebih dari 100%), atau bila sebaran data sangat tidak normal. Di luar keadaan itu, selisih hasil kedua cara biasanya kecil, sehingga cara sederhana yang sering dipakai.

Ketidakpastian stok seluruh area

Luas dari penginderaan jauh juga punya ketidakpastian. Karena stok area adalah hasil kali luas dan stok per hektare, rumusnya memakai ketidakpastian relatif:

Melaporkan

Laporan bisa sesederhana komposisi spesies, biomassa, dan stok atas dan bawah tanah. Untuk garis dasar jangka panjang, pecah stok per komponen: pohon per kelas diameter, kayu rebah per kelas ukuran, tanah per interval kedalaman. Pemecahan ini memudahkan pembacaan pergeseran stok dari waktu ke waktu dan memudahkan uji statistik. Selalu sebutkan kedalaman tanah yang diukur.

Yap dan Palau adalah mangrove tepi pantai (Sonneratia alba dan Rhizophora apiculata). Sundarbans adalah delta besar (Heritiera fomes, Excoecaria agallocha). Kalimantan adalah hutan sungai dan estuari (R. apiculata, Bruguiera gymnorrhiza). KD Tabel 8

Modul 11 · BC bab 5

Emisi dan perubahan stok

Stok menjawab berapa yang tersimpan. Bagian ini menjawab berapa yang lepas atau terserap.

Tiga metode

Dua metode pertama memakai perubahan stok sebagai pengganti pertukaran gas. Metana (CH₄) dan dinitrogen oksida (N₂O) hanya bisa diukur dengan metode fluks karena keduanya tidak menumpuk di ekosistem.

Metode selisih stok

Semua pool penting diukur pada penilaian awal (T1) dan penilaian berikutnya (T2). Cara terbaik adalah plot permanen, sehingga lokasi, ukuran plot, dan protokolnya sama. Metode ini melacak perubahan tiap pool. Bila biomassa hidup turun dan biomassa mati naik, ekosistem terdegradasi di antara dua waktu itu, walau penyebabnya tidak terbaca dari data.

Selang antarpenilaian 5 sampai 10 tahun biasanya cukup di lokasi yang tidak berubah. Tanah bertambah hanya beberapa milimeter per tahun, jadi 10 sampai 20 tahun pun bisa. Bila ada perubahan penggunaan lahan, ukur lebih sering.

Masalah tanah: datum acuan

Tanah pesisir bertambah tinggi atau terkikis. Inti 0–100 cm di T2 tidak mencakup lapisan yang sama dengan inti 0–100 cm di T1. Karena itu perlu datum acuan, yaitu garis mendatar di bawah pengaruh tumbuhan yang posisinya tetap. Contohnya batuan dasar, atau batas tajam antara tanah organik dan pasir laut. Puncak cesium-137 menandai permukaan tanah tahun 1963, tetapi tidak menangkap perubahan di bawahnya.

Bila tidak ada batas yang jelas, dipakai Surface Elevation Table (SET). Alat ini dipasang pada tonggak permanen dan mengukur tinggi permukaan tanah dengan ketelitian 1,5 mm. Bila digabung dengan lapisan penanda (marker horizon), bisa dihitung amblesan dangkal:

Bila terjadi erosi, inti 1 m di T2 menjangkau lebih dalam daripada inti T1. Dalam contoh manual, erosi 0,86 cm/tahun selama 10 tahun membuat 8,6 cm terbawah tidak bisa dibandingkan. Perubahan dihitung dari 91,4 cm teratas yang tumpang tindih.

Metode untung-rugi

Dipakai setelah inventarisasi awal bila pengukuran ulang tidak memungkinkan. Tier 1 memakai faktor dari basis data global seperti Suplemen Lahan Basah IPCC 2013. Tier 2 memakai faktor spesifik negara. Keduanya tetap butuh data aktivitas dari negara atau proyek itu sendiri.

Ke mana karbon yang hilang pergi

Hitungan di atas mengandaikan semua karbon yang hilang lepas sebagai CO₂. Itu batas atas. Sebagian karbon yang tererosi mengendap lagi di habitat tetangga atau di laut dalam.

• Karbon autokton bisa masuk akuntansi. Karbon alokton sulit, karena ia hilang dari tempat lain tanpa teremisi.
• Bila tanah bertambah karena sedimentasi, pakai faktor kompensasi untuk bagian alokton. Bisa dari pustaka, isotop stabil, nilai bawaan konservatif (misalnya 50%), atau model.
• Bila tanah hilang karena erosi, faktor serupa diperlukan, tetapi ilmunya belum cukup untuk nilai bawaan. Studi yang ada memakai 25 sampai 100% karbon organik di meter teratas sebagai yang teremisi.
• Karbon vegetasi yang berpindah ke lokasi lain boleh diabaikan bila kurang dari 5%.

Mengukur fluks gas langsung

Massa CH₄ dan N₂O yang dipertukarkan jauh lebih kecil daripada CO₂, tetapi potensi pemanasan globalnya 25 dan 298 kali CO₂ untuk rentang 100 tahun. Emisi yang kecil pun bisa mengubah hitungan manfaat iklim suatu proyek.

• Emisi CO₂ besar muncul dari kegiatan yang menggali tanah, seperti pembuatan tambak.
• N₂O umumnya bisa diabaikan kecuali ada masukan nitrat, misalnya limpasan pupuk atau kegiatan budidaya.
• Produksi CH₄ terkait salinitas. Sistem dengan salinitas di atas 18 ppt boleh dianggap bernilai nol. Pembasahan kembali sistem pasang surut air tawar yang pernah dikeringkan menaikkan CH₄.

Sungkup statis

Gas dijebak dalam sungkup tertutup di atas tanah dan tumbuhan, lalu laju perubahan konsentrasinya diukur. Contoh gas diambil beberapa kali, misalnya pada menit ke-2, 15, 35, 45, 60, dan 80. Kemiringan garis terbaik memberi laju, lalu dikonversi ke massa dengan hukum gas (tekanan, volume sungkup, suhu dalam kelvin) dan dibagi luas tanah di dalam sungkup.

• Emisi CH₄ rawa pasang surut sering rendah, jadi luas sungkup minimal 0,25 m².
• Jangan menginjak tanah dalam 1 sampai 2 m dari sungkup. Tekanan kaki melepas gelembung CH₄ dan menaikkan hasil. Buat titian 5 sampai 10 cm di atas tanah dan pasang dasar sungkup beberapa hari sebelumnya.
• Kelemahan: sungkup mengubah suhu dan cahaya, tidak menangkap gelembung, dan perlu asumsi untuk menaikkan skala ke tahunan.

Kovarians eddy

Menara fluks mengukur pertukaran CO₂ seluruh ekosistem tanpa mengganggu lokasi, tetapi mahal dan pengolahan datanya rumit. Untuk lamun, sistem bawah air saat ini hanya mengukur oksigen.

Karbon juga keluar secara mendatar sebagai karbon anorganik terlarut, karbon organik terlarut, dan partikel. Jalur ini tidak tertangkap pengukuran atmosfer. Karena itu fluks antara atmosfer dan permukaan tanah belum tentu sama dengan perubahan simpanan karbon.

Modul 12 · BC bab 6, 7

Penginderaan jauh dan data

Peta memberi luas dan membantu stratifikasi. Data yang rapi membuat hasilnya bisa dipakai orang lain.

Guna penginderaan jauh

Untuk blue carbon, penginderaan jauh dipakai untuk menentukan luas ekosistem, stratifikasi dan desain plot, menduga biomassa, dan menganalisis perubahan penggunaan lahan dan stok. Manual menyarankan melibatkan ahli. Bab ini bertujuan membuat pembaca bisa menyampaikan kebutuhannya kepada ahli itu.

Resolusi spasial dinyatakan sebagai panjang sisi satu piksel. Makin kecil piksel, makin rinci. Manual menilai citra 30 m yang gratis sudah cukup untuk memetakan ekosistem blue carbon pada umumnya.

Dataset gratis yang disebut manual

Indeks vegetasi NDVI mudah jenuh pada vegetasi sedang sampai rapat sehingga meremehkan ekosistem yang sangat rapat. EVI tidak jenuh tetapi kanal birunya menambah derau. EVI2, yang tidak memakai kanal biru, dinilai lebih cocok untuk ekosistem pesisir.

Lamun paling sulit dipetakan. Kekeruhan dan warna air, kilau matahari, dan epifit di daun melemahkan sinyalnya.

Hasil penginderaan jauh harus dicek dengan data lapangan. Idealnya tiap plot lapangan seluas satu piksel. Plot ekologi lahan basah biasanya hanya beberapa meter, sedangkan plot 1 ha akan memberi kalibrasi yang sangat baik. Proyek penginderaan jauh realistisnya butuh 10 sampai 32 minggu. Kelas pemetaan dianjurkan mengikuti Land Cover Classification System PBB.

Mengelola data

• Semua data disertai metadata: kondisi, lokasi, alat, protokol, dan siapa yang mengukur.
• Siapkan lembar kerja baku sebelum ke lapangan. Tetapkan apa yang dicatat, bagaimana, dan kapan. Di lapangan, satu orang per tim bertugas mencatat.
• Catat segera setelah mengukur, misalnya panjang inti saat inti diangkat.
• Foto titik tetap: di mangrove empat arah mata angin dari pusat plot, di lamun dan rawa asin dari atas ke bawah.
• Periksa data tiap akhir hari, cocokkan lagi setelah dimasukkan ke komputer, dan simpan cadangan.
• Terbitkan data di repositori terbuka supaya proyek lain tidak mengulang pekerjaan dan analisis gabungan bisa dibuat.

Modul 13 · H bab 11, 12

Ancaman, restorasi, iklim

Yang mengancam stok karbon, yang bisa memulihkannya, dan yang akan berubah karena iklim.

Barang dan jasa

Mangrove memberi kayu bangunan, kayu bakar, arang, pakan ternak, tanin, dan hasil perikanan. Nipah saja dipakai untuk atap, anyaman, makanan, dan nira. KD mencatat sampai 75% spesies ikan komersial tropis menghabiskan sebagian daur hidupnya di mangrove.

Jasa yang sering tidak dihargai adalah perlindungan pantai. Bergantung pada spesies, ukuran, dan kerapatan pohon, kecepatan angin bisa turun lebih dari 50%, gelombang teredam sampai 66% setelah melewati 100 m hutan, dan gelombang badai berkurang 40 sampai 50 cm per kilometer. Saat tsunami Samudra Hindia 2004, studi di India menyimpulkan mangrove menyelamatkan nyawa dan mengurangi kerusakan. H 11.1.1

Nilai ekonominya sulit dihitung karena banyak jasa tidak dipasarkan. Satu analisis global menaksir nilai mangrove dan rawa pasang surut sekitar 14.500 dolar AS per hektare per tahun (harga 2014).

Ancaman

Luas mangrove dunia turun 19% antara 1980 dan 2005. Laju kehilangannya menurun: rata-rata 1,04% per tahun pada 1980-an, 0,72% pada 1990-an, dan 0,66% pada 2000 sampai 2005. Penyebab utamanya manusia.

• Eksploitasi berlebih. Di Sabah, sekitar 70.000 ha ditebang untuk serpih kayu antara 1971 dan 1986 sampai dihentikan.
• Tambak udang. Di delapan negara dengan mangrove terluas dan budidaya komersial besar, mangrove kehilangan 51,9% luasnya sejak 1970-an. Sekitar 544.000 ha (28%) dari kehilangan itu karena konversi ke budidaya. Tambak semi-intensif juga bergantung pada mangrove di sekitarnya: tiap hektare tambak butuh dukungan 9,6 sampai 180 ha hutan. Saat lumpur mangrove terpapar udara waktu penggalian, tanahnya makin asam.
• Pencemaran. Tumpahan minyak paling merusak karena menyumbat lentisel akar. Hutan bisa butuh 20 sampai 30 tahun untuk pulih dari tumpahan besar.
• Perubahan hidrologi. Bendungan, jalan, dan tanggul memutus pasang atau aliran sungai. Di delta Indus, aliran tahunan turun dari sekitar 150 menjadi sering di bawah 30 juta acre-feet dan kiriman sedimen tinggal seperlima. Luas mangrove turun lebih dari separuh. Di delta aktif, penggembalaan berlebih oleh sekitar 26.000 ternak ikut menjadi penyebab utama.
• Badai. Badai Andrew (1992) merusak berat sekitar 150 km² mangrove Florida. Runtuhnya lapisan gambut sesudahnya menurunkan permukaan tanah.

Pengelolaan lestari itu mungkin

Hutan Matang di Malaysia barat dikelola lebih dari satu abad. Luasnya lebih dari 40.000 ha, dengan sekitar 30.000 ha hutan produksi. Rotasinya 30 tahun dan sekitar 1.000 ha ditebang tiap tahun. Tiap blok ditebang habis dengan menyisakan jalur 3 m di tepi sungai, lalu regenerasi alami dibantu penanaman Rhizophora apiculata. Penjarangan dilakukan pada umur sekitar 15 dan 20 tahun.

Namun hasilnya turun dari sekitar 296 t/ha di tegakan asli menjadi 158 lalu 136 t/ha. Kayu hanya sekitar 12% dari nilai ekonomi total kawasan. Perikanan di perairan sekitarnya bernilai jauh lebih besar. Budidaya tradisional gei wai di China juga lestari, karena mangrove dibiarkan utuh di dalam kolam dan benih udang masuk bersama pasang. H 11.1.3

Restorasi

Propagul mangrove mudah dikumpulkan dan ditanam, tetapi penanaman sering gagal. Biasanya ada alasan mengapa suatu lokasi tidak ditumbuhi mangrove: topografi, hidrologi, salinitas, atau tanahnya tidak cocok.

• Nilai lokasi sebelum menanam. Membuat alur pasang baru atau memperbaiki hidrologi bisa menaikkan peluang berhasil.
• Rhizophora sering dipilih karena propagulnya mudah, padahal di hutan alam ia menempati pantai tengah sampai atas. Penanaman sering dilakukan lebih rendah. Avicennia atau Sonneratia lebih cocok di tepi laut.
• Kelangsungan hidup awal berkisar dari kurang dari 10% sampai sekitar 90%. Pantau sampai pohon mencapai umur reproduksi.
• Tiga sasaran restorasi: luas (Area), keanekaragaman hayati (Biodiversity), dan keterhubungan (Connectance).

Dari sisi karbon, ingat catatan di Modul 7: lokasi yang baru direstorasi belum punya pool karbon tanah yang berarti selama beberapa tahun. H 11.1.4 BC bab 3

Lamun

Ancaman utama lamun adalah pengerukan, sedimen dari kegiatan konstruksi pantai dan dari darat yang menghalangi cahaya, dan eutrofikasi dari limbah pertanian dan manusia. Penyakit juga pernah menghapus lebih dari 90% tutupan Zostera di Eropa utara. H 11.2

Perubahan iklim

• CO₂ atmosfer naik dari sekitar 280 ppm ke 391 ppm (2011). Efisiensi penggunaan air mangrove naik, tetapi efek pertumbuhannya tidak pasti. Hogarth menilai dampaknya lebih kecil daripada aspek iklim lain. pH laut turun sekitar 0,1 sejak awal era industri.
• Pemanasan. Suhu rata-rata global naik sekitar 0,85 °C dalam seabad. Sebaran mangrove bergeser ke arah kutub. Avicennia germinans meluas ke utara di pantai Atlantik Amerika Serikat dengan mengambil tempat rawa asin. Batasnya terkait jumlah hari dengan suhu di bawah −4 °C, jadi perluasan bisa mendadak. Model menduga pergeseran sekitar 2 derajat lintang dalam 80 tahun.
• Kenaikan muka laut. Antara 1993 dan 2007 muka laut naik sekitar 3,4 mm per tahun, dan bisa naik sampai 82 cm pada akhir abad ini. Mangrove punya dua jalan. Pertama, mundur ke darat bila ada lahan yang cocok dan tidak terhalang bangunan atau lahan pertanian. Kedua, menaikkan permukaan tanahnya. Pemantauan menunjukkan kenaikan permukaan tanah 0,7 sampai 20,8 mm per tahun, yang di banyak tempat dikurangi amblesan 0 sampai 20,8 mm per tahun. Tidak semua mangrove akan menang.
• Interaksi. Tekanan ganda mengurangi daya lenting. Rumpang akibat badai yang biasanya tertutup lagi bisa menjadi permanen di ekosistem yang sudah tertekan, dan perubahan bisa terjadi tiba-tiba.

Saat ini mangrove hilang sekitar 1 sampai 2% per tahun dan lamun sampai 7% per tahun. Kehilangan mangrove yang langsung disebabkan perubahan iklim diperkirakan hanya 10 sampai 20% dari kehilangan akibat pembukaan dan kegiatan manusia lain. Sebagian besar kehilangan itu masih bisa dicegah. H bab 12