http://repository.ipb.ac.id/handle/123456789/91 Fri, 10 Jul 2026 12:29:52 GMT 2026-07-10T12:29:52Z http://repository.ipb.ac.id/handle/123456789/174256 Strategi Pengendalian Pencemaran Nutrien dan Bahan Organik di Perairan DAS Bekasi Hulu Marisi, Dany Poltak DAS Bekasi Hulu berada di Provinsi Jawa Barat dengan luas DAS sebesar 39.250 hektar. DAS Bekasi Hulu merupakan bagian dari DAS Bekasi yang merupakan DAS terbesar di Wilayah Sungai Ciliwung Cisadane. DAS Bekasi Hulu memiliki tiga sungai utama yaitu Sungai Cileungsi, Sungai Cikeas dan Kali Bekasi Hulu dan menjadi sumber air yang sangat penting untuk memenuhi kebutuhan air untuk aktivitas masyarakat yang berada di area DAS Bekasi Hulu seperti sumber air baku PDAM dan industri, kegiatan perikanan, pertanian, perkebunan dan MCK. Kondisi sungai-sungai tersebut saat ini telah tercemar dan peruntukan air sungai tidak lagi dapat digunakan sebagai air baku air minum berdasarkan mutu air sungai. Kondisi fisik dari air sungai yang telah berwarna hitam, adanya timbulan busa, bau yang menyengat, terganggunya organisme perairan hingga kematian masal ikan di beberapa lokasi merupakan dampak dari limbah-limbah yang dihasilkan dari berbagai macam aktivitas manusia di sekitar sungai. Alih fungsi lahan pada DAS Bekasi Hulu menyebabkan degradasi kualitas perairan terutama pencemaran oleh nutrien dan bahan organik. Oleh karena itu penanganan pencemaran nutrien dan bahan organik di perairan DAS Bekasi Hulu harus dilakukan secara menyeluruh (holistic) dan terintegrasi antar berbagai kepentingan melalui pendekatan sistem. Pendekatan sistem menggunakan model yang dapat memprediksi pencemaran di perairan DAS Bekasi Hulu dimasa yang akan datang, dan menjadi bahan pertimbangan bagi pengambil kebijakan dalam pengendalian pencemaran nutrien dan bahan organik di perairan DAS Bekasi Hulu. Penelitian ini bertujuan untuk merumuskan strategi pengendalian pencemaran nutrien dan bahan organik di perairan DAS Bekasi Hulu dengan analisis kondisi eksisiting kualitas air, status mutu air, daya tampung beban pencemaran, kapasitas asimilasi, pengaruh tutupan lahan dengan kualitas air, membangun model pengendalian pencemaran dengan berbagai skenario dan menentukan strategi pengendalian pencemaran nutrien dan bahan organik di perairan DAS Bekasi Hulu. Penelitian dilakukan melalui evaluasi kualitas perairan DAS Bekasi Hulu serta dinamika parameter nutrien dan bahan organik berdasarkan musim yang disajikan dalam bentuk box plot. Status mutu air ditentukan dengan metode Indeks Pencemaran (IP), sedangkan beban pencemaran pada setiap segmen di perairan DAS Bekasi Hulu dimodelkan dengan berbagai skenario menggunakan program QUAL2Kw versi 5.1. Nilai beban pencemaran hasil simulasi digunakan untuk menghitung Daya Tampung Beban Pencemaran (DTBP) dan kapasitas asimilasi nutrien dan bahan organik di setiap segmen. Kondisi dan perubahan tutupan lahan di area DAS Bekasi Hulu menggunakan aplikasi ERDAS Imagine 9.2 dan ArcGIS 10.8. Pengaruh perubahan tutupan lahan terhadap kualitas perairan DAS Bekasi Hulu dianalisis dengan korelasi Rank Spearman menggunakan aplikasi Statistical Product and Service Solution 25 (SPSS 25). Identifikasi sumber pencemar untuk parameter nutrien dan bahan organik dilakukan dengan metode Principal Component Analysis (PCA) untuk menentukan komponen-komponen utama. Untuk menentukan strategi pengendalian pencemaran nutrien dan bahan organik di perairan DAS Bekasi Hulu dilakukan dengan metode Analytical Hierarchy Process (AHP), sedangkan tingkat persepsi masyarakat diperoleh melalui metode Importance Performance Analysis (IPA). Model pengendalian pencemaran nutrien dan bahan organik dibangun melalui pendekatan sistem yang dibantu dengan aplikasi Powersim Studio 10. Hasil penelitian menunjukkan kualitas perairan DAS Bekasi Hulu pada kondisi eksisting telah melampaui baku mutu air kelas II untuk parameter TSS, DO, H2S, Klorin bebas, Ni, Cu, Cr(VI), Fecal Coliform dan Total Coliform. Parameter nutrien berupa NO2-, NO3-, NH3, dan PO43- serta bahan organik seperti BOD dan COD juga telah melebihi baku mutu air kelas II yang mengacu pada PP No.82 tahun 2001 dan PP No.22 tahun 2021. Status mutu perairan DAS Bekasi Hulu berdasarkan Indeks Pencemaran (IP) dikategorikan dalam status cemar ringan hingga cemar sedang dengan nilai IP 3,94-7,65. Nilai DTBP setiap segmen pada perairan DAS Bekasi Hulu masih memiliki kemampuan menampung beban pencemaran dari akumulasi parameter NO2- dan NO3- namun perairan DAS Bekasi Hulu tidak memiliki kemampuan untuk menampung beban pencemaran NH3, PO43-, BOD dan COD. Kapasitas asimilasi diperoleh dalam penelitian ini yaitu parameter NO3- dan COD berada dibawah garis baku mutu pada bagian hilir perairan DAS Bekasi Hulu. Adanya perubahan tutupan lahan pada area DAS Bekasi Hulu dimana lahan sawah terjadi degradasi yang sangat signifikan selama tahun 2018-2023 dengan penurunan luas sebesar 3863,20 ha atau 36,25%, sedangkan lahan terbangun terjadi peningkatan luas area sebesar 6186,47 ha atau 42,05%. Berdasarkan hasil korelasi Rank Spearman diperoleh adanya korelasi yang kuat pada setiap jenis tutupan lahan dengan parameter nutrien dan bahan organik. Model pengendalian pencemaran nutrien dan bahan organik di perairan DAS Bekasi Hulu menggambarkan dinamika beban pencemaran nutrien dan bahan organik yang terdiri dari klaster Sungai Cikeas, klaster Sungai Cileungsi dan klaster Kali Bekasi Hulu dengan skenario business as usual (BAU), moderat dan optimis. Skenario optimis dalam model merupakan skenario terbaik karena mampu membuat kondisi perairan DAS Bekasi Hulu memiliki beban pencemaran nutrien dan bahan organik di bawah kapasitas asimilasi. Strategi pengendalian pencemaran nutrien dan bahan organik dengan bobot tertinggi yang diperoleh pada penelitian ini yaitu peningkatan kapasitas sosial dan manajemen serta penegakan regulasi lingkungan. Kedua strategi tersebut menjadi prioritas utama dalam mengendalikan pencemaran nutrien dan bahan organik di perairan DAS Bekasi Hulu. Kebaruan penelitian ini terletak pada strategi pengendalian pencemaran nutrien dan bahan organik di perairan DAS Bekasi Hulu dengan pendekatan sistem yang terintegrasi. Penelitian ini tidak hanya bersifat evaluatif, tetapi juga prediktif dengan membangun model dinamik yang mampu mensimulasikan skenario pengendalian pencemaran hingga tahun 2030 sebagai dasar pengambilan kebijakan pengelolaan DAS.; The Upper Bekasi Watershed is located in West Java Province with a watershed area of 39,250 hectares. The Upper Bekasi Watershed is part of the Bekasi Watershed, which is the largest watershed in the Ciliwung Cisadane River Basin. The Bekasi Hulu watershed has three main rivers, namely the Cileungsi River, the Cikeas River, and the Bekasi Hulu River, which are very important sources of water to meet the water needs of the community in the Bekasi Hulu watershed area, such as raw water sources for PDAM and industry, fisheries, agriculture, plantations, and public sanitation facilities. The condition of these rivers is currently polluted, and the water quality no longer meets the standards for use as raw water for drinking purposes. The physical condition of the river water, which has turned black, the presence of foam, a pungent odor, the disruption of aquatic organisms, and mass fish deaths in several locations are the effects of waste produced by various human activities around the river and the conversion of land use in the Bekasi Hulu watershed, which has caused degradation of water quality, particularly pollution by nutrients and organic matter. Therefore, the management of nutrient and organic matter pollution in the waters of the Upper Bekasi River Basin must be carried out holistically and integrated across various interests through a systems approach. The systems approach uses a model that can predict pollution in the waters of the Upper Bekasi River Basin in the future, and serves as a consideration for policy makers in controlling nutrient and organic matter pollution in the waters of the Upper Bekasi River Basin. This study aims to formulate a strategy for controlling nutrient and organic matter pollution in the waters of the Upper Bekasi River Basin by analyzing the existing conditions of water quality, water quality status, pollution load capacity, assimilation capacity, the influence of land cover on water quality, developing a pollution control model with various scenarios, and determining strategies for controlling nutrient and organic matter pollution in the waters of the Upper Bekasi River Basin. The study was conducted by evaluating the water quality of the Upper Bekasi River Basin and the dynamics of nutrient and organic matter parameters based on the season, presented in the form of box plots. Water quality status was determined using the Pollution Index (PI) method, while the pollution load in each segment of the Upper Bekasi River Basin was modeled using various scenarios with the QUAL2Kw version 5.1 program. The pollution load values from the simulation were used to calculate the Pollution Load Capacity (DTBP) and the assimilation capacity of nutrients and organic matter in each segment. The conditions and changes in land cover in the Bekasi Hulu watershed area were analyzed using ERDAS Imagine 9.2 and ArcGIS 10.8. The effect of land cover changes on water quality in the Bekasi Hulu watershed was analyzed using Spearman's rank correlation using Statistical Product and Service Solution 25 (SPSS 25). The identification of pollutant sources for nutrient and organic matter parameters was performed using the Principal Component Analysis (PCA) method to determine the main components. The strategy for controlling nutrient and organic matter pollution in the waters of the Bekasi Hulu watershed was determined using the Analytical Hierarchy Process (AHP) method, while the level of public perception was obtained through the Importance Performance Analysis (IPA) method. The model for controlling nutrient and organic matter pollution was developed through a systems approach assisted by the Powersim Studio 10 application. The results of the study show that the water quality of the Bekasi Hulu watershed in its current condition has exceeded Class II water quality standards for the parameters of TSS, DO, H2S, free chlorine, Ni, Cu, Cr(VI), fecal coliform, and total coliform. Nutrient parameters such as NO2-, NO3-, NH3, and PO43-, as well as organic matter such as BOD and COD, have also exceeded Class II water quality standards as referred to in Government Regulation No. 82 of 2001 and Government Regulation No. 22 of 2021. The water quality status of the Upper Bekasi River Basin based on the Pollution Index (PI) is categorized as slightly polluted to moderately polluted with a PI value of 3.94-7.65. The DTBP value for each segment in the Bekasi Hulu watershed still has the capacity to accommodate pollution loads from the accumulation of NO2- and NO3- parameters, but the Bekasi Hulu watershed does not have the capacity to accommodate pollution loads of NH3, PO43-, BOD, and COD. The assimilation capacity obtained in this study indicated that the NO3- and COD parameters were below the quality standard line in the downstream part of the Upper Bekasi Watershed. There has been a change in land cover in the Bekasi Hulu watershed area, where rice fields have degraded significantly during 2018-2023 with a decrease in area of 3863.20 ha or 36.25%, while built-up land has increased in area by 6186.47 ha or 42.05%. Based on the results of the Spearman's rank correlation, there is a strong correlation between each type of land cover and nutrient and organic matter parameters. The model for controlling nutrient and organic matter pollution in the waters of the Upper Bekasi River Basin describes the dynamics of nutrient and organic matter pollution loads consisting of the Cikeas River cluster, the Cileungsi River cluster, and the Upper Bekasi River cluster under business as usual (BAU), moderate, and optimistic scenarios. The optimistic scenario in the model is the best scenario because it is able to make the water conditions of the Upper Bekasi River Basin have a pollution load of nutrients and organic matter below the assimilation capacity. The nutrient and organic matter pollution control strategies with the highest weight obtained in this study are increasing social and management capacity and enforcing environmental regulations. These two strategies are the top priorities in controlling nutrient and organic matter pollution in the waters of the Upper Bekasi River Basin. The novelty of this research lies in the strategy for controlling nutrient and organic pollution in the waters of the Upper Bekasi Watershed using an integrated systems approach. This research is not only evaluative but also predictive, building a dynamic model capable of simulating pollution-control scenarios through 2030 as a basis for watershed management policymaking. Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT http://repository.ipb.ac.id/handle/123456789/174256 2026-01-01T00:00:00Z http://repository.ipb.ac.id/handle/123456789/174145 Desain Optimasi Perlindungan dan Restorasi Ekosistem Mangrove Berbasis Jasa Lingkungan Karbon Rahadian, Aswin Perubahan iklim global telah mendorong upaya mitigasi komprehensif melalui pengurangan emisi gas rumah kaca, peningkatan kapasitas penyerapan karbon, dan penguatan kebijakan adaptif di berbagai sektor pembangunan. Salah satu jalur yang dapat berkontribusi dalam upaya tersebut adalah perlindungan dan restorasi ekosistem. Ekosistem mangrove sebagai salah satu ekosistem lahan basah, memainkan peranan penting sebagai solusi iklim alami (Nature Climate Solutions) yang mampu menyerap dan menyimpan karbon biru secara efektif. Ditinjau dari perspektif kewilayahan, Region Jawa merupakan region dengan tingkat kehilangan hutan mangove tertinggi di Indonesia, terutama zona pesisir pantai utara. Deforestasi dan degradasi hutan mangrove masih menjadi ancaman di region ini. Berbagai konsep perlindungan dan restorasi ekosistem mangrove telah banyak diuji melalui studi ilmiah maupun pengalaman pembelajaran (lesson learned) dengan beragam skala dan entitas. Namun, hasilnya cenderung memberikan dampak parsial terhadap aspek multidimensi keberlanjutan. Hal tersebut menjadi tantangan besar untuk mengisi kesenjangan dampak, khususnya dampak sosial dan ekonomi. Terbukanya pasar karbon global dan dukungan regulasi di level nasional, memberikan peluang upaya perlindungan dan restorasi untuk dapat memaksimalkan peran dan manfaat ekosistem mangrove agar berdampak menyeluruh pada dimensi ekologi, sosial, dan ekonomi berkelanjutan. Oleh karena itu, desain perlindungan dan restorasi ekosistem mangrove berbasis jasa lingkungan karbon menjadi salah satu alternatif dan penting untuk diuji secara empiris terkait optimasi dampak intervensinya terhadap keseimbangan multidimensi keberlanjutan. Tujuan utama penelitian ini adalah membangun desain perlindungan dan restorasi ekosistem mangrove berbasis jasa lingkungan karbon yang optimal sebagai upaya mitigasi perubahan iklim untuk dapat memberikan alternatif manfaat nilai tambah pada aspek mitigasi perubahan iklim, kesejahteraan masyarakat, dan keberlanjutan keanekaragaman hayati. Tujuan utama dilalui dengan dicapainya tujuan antara, yaitu: (1) Menganalisis karakterisasi dinamika ekosistem mangrove serta responnya terhadap proksi perubahan zona intertidal dan laju deforestasi tidak terencana, (2) Membangun model alometrik tegakan mangrove muda dan jejak karbon daratan akresi berasosiasi tambak sebagai pengkayaan referensi faktor emisi dalam mengkuantifikasi potensi reduksi emisi, (3) Membangun skema prioritas pendekatan restorasi ekosistem mangrove berdasarkan tipologi lanskap pesisir, (4) Menganalisis potensi pengurangan emisi gas rumah kaca ekosistem mangrove pada skenario multi-intervensi, dalam kerangka desain optimasi berbasis jasa lingkungan karbon. Keempat analisis dalam penelitian ini saling terhubung dan membentuk kerangka konseptual yang holistik dalam pencapaian tujuan. Secara garis besar kebaruan (novelty) penelitian tentang desain optimasi perlindungan dan restorasi ekosistem mangrove berbasis jasa lingkungan karbon terletak pada pengembangan pendekatan integratif yang tidak hanya menempatkan mangrove sebagai objek konservasi ekologis, tetapi juga sebagai sistem penyedia jasa lingkungan karbon yang dapat dioptimalkan secara spasial, ekonomi, dan kelembagaan dalam mendukung mitigasi perubahan iklim. Selama ini, sebagian besar penelitian mangrove masih berfokus pada aspek parsial, seperti estimasi stok karbon, pendekatan perlindungan dan restorasi, atau valuasi ekonomi secara terpisah. Penelitian ini menawarkan pendekatan baru dengan mengintegrasikan dinamika ekosistem, potensi serapan dan emisi karbon, prioritas pendekatan, serta skenario restorasi ke dalam satu kerangka desain optimasi berbasis jasa lingkungan karbon. Secara konseptual, penelitian ini memperkenalkan paradigma baru bahwa perlindungan dan restorasi mangrove tidak hanya dipandang sebagai kegiatan perbaikan ekosistem saja, akan tetapi mampu menghasilkan manfaat ekologis, sosial-ekonomi, dan iklim secara simultan. Penelitian ini mengungkap bahwa karakter dinamika ekosistem mangrove di Pantura Jawa menunjukan dinamika perubahan ekosistem yang kompleks di seluruh kategori trasisi perubahan, baik perluasan dan kehilangan zona intertidal sebagai habitat mangrove, maupun tingkat deforestasi dan reforestasi. Tipologi delta menunjukan laju penambahan daratan yang tinggi. Sebaliknya, tipologi pantai terbuka menunjukan tingginya laju kehilangan daratan. Dinamika tersebut secara kuantitatif berimplikasi pada keberagaman proksi perubahan, baik berdasarkan berdasarkan perbedaan zona dan tipologi. Luas intertidal terus meningkat kontribusi dari pada wilayah delta. Rata-rata laju akresi 916 ha/tahun (gross accretion rates), sementara oleh laju erosi 705 ha/tahun (gross erosion rates), maka relatif terjadi neraca positif terhadap keseimbangan sedimen (sediment balance) mencapai 211 ha/tahun. Pada level tutupan mangrove laju deforestasi terkuantifikasi sebesar 514 ha/tahun (gross deforestation rates) dan diikuti dengan laju reforestasi sebesar 486 ha/tahun (gross reforestation rates), maka laju deforestasi bersih di Pantura Jawa mencapai 28 ha/tahun. Penelitian juga menunjukkan potensi besar ekosistem mangrove sebagai penyimpan karbon jangka panjang (long-term carbon sink), dimana kontribusi terbesar berasal dari simpanan pada lapisan tanah (soil organic carbon), yang menyumbang lebih dari 75% total stok pada ekosistem. Tingginya stok karbon pada lapisan tanah memberikan bukti bahwa mangrove mampu menyimpan karbon dalam jangka panjang, tidak hanya di permukaan tetapi juga jauh di bawah permukaan tanah. Perlindungan dan restorasi ekosistem mangrove menjadi sangat penting dalam strategi mitigasi perubahan iklim, terutama karena gangguan di permukaan dapat menyebabkan emisi karbon dari lapisan dalam. Dinamika dan potensi besar simpanan karbon memberi sinyalemen terhadap bagaimana prioritas pendekatan perlindungan dan restorasi ekosistem mangrove harus di implementasikan pada berbagai tipologi lanskap mangrove. Hasil analisis prioritas menunjukkan bahwa pada tipologi delta dan estuari, perlindungan melalui regenerasi alami dianggap lebih prioritas, mengingat penambahan lahan dan kolonisasi mangrove alami cenderung terjadi secara bertahap di lingkungan dinamis ini. Sementara tipologi laguna diprioritaskan untuk ekowisata mangrove. Pada zona interior penanaman intensif menjadi aktivitas yang diprioritaskan, dan pantai terbuka, memprioritaskan pembangunan struktur pantai alami atau integrasi pendekatan rekayasa struktur pada tahap awal atau sebelum penanaman, khususnya di daerah yang rawan erosi pantai. Berdasarkan respon dari analisis dinamika, simpanan karbon sebagai faktor emisi, dan analisis prioritas pendekatan perlindungan dan restorasi, penelitian ini kemudian mensimulasikan skenario multi-intervensi, dengan mengintegrasikan perlindungan hutan mangrove, perbaikan sistem hidrologi dengan penanaman intensif, dan rekayasa ekologi dalam rangka mendorong penciptaan habitat dengan regenerasi alami. Rekayasa ekologi dengan regenerasi alami menjanjikan kinerja lima kali lebih baik daripada restorasi dengan penanaman. Temuan ini menyoroti pentingnya desain restorasi regenerasi alami di untuk memaksimalkan manfaat karbon biru. Skenario multi-intervensi menawarkan potensi reduksi emisi yang jauh lebih besar dibandingkan dengan intervensi tunggal, hasilnya potensi reduksi emisi dari optimasi skenario multi-intervensi mencapai 260 juta tCO2e pada tahun ke-30 dengan rata-rata 8,7 juta tCO2e/tahun. Kinerja tersebut menghasilkan nilai ekonomi pada harga pasar maksimun mencapai USD 6,3 milyar pada tahun ke-30 atau USD 210 juta per tahun. Hasil ini secara kelayakan ekonomi menghasilkan potensi reduksi emisi dengan fisibilitas tinggi dalam rangka menerapkan skema kredit karbon sukarela, yang akan memberikan serangkaian kontribusi dalam menjaga keberlangsungan ekologis, sosial ekonomi masyarakat, keanekaragaman hayati, serta kontribusi terhadap pembangunan negara. Di sisi lain, dalam konteks kebijakan nasional, berdasarkan simulasi pada tahun ke-5 (2030) potensi reduksi emisi pada penelitian ini mencapai 3,5 juta tCO2e atau 2,5% dari target zero net emission sebesar 140 juta tCO2e. Hal tersebut merupakan capaian yang sangat tinggi mengingat kontribusi sebesar itu hanya berasal dari ekosistem mangrove saja. Jika skenario tersebut secara optimal diimplementasikan pada skala nasional, berpotensi mereduksi emisi sebesar 765 juta tCO2e atau melampaui target net zero emission pada tahun 2030. Berdasarkan penilaian dampak sosial-ekonomi, perlindungan dan restorasi ekosistem berbasis jasa lingkungan karbon berpeluang besar memberikan dampak terhadap perubahan sosial ekonomi masyarakat pesisir secara bertahap, dimana pada fase pertama berpotensi menyediakan kebutuhan dasar dan membangun mata pencaharian alternatif, fase kedua mengembangkan mata pencaharian menjadi usaha berkelanjutan yang dikelola kelompok masyarakat, dan fase ketiga kelompok masyarakat memiliki pendapatan yang andal dan berkelanjutan. Tantangan utama dalam implementasi adalah keterbatasan insentif ekonomi untuk mendorong perubahan penggunaan lahan pada kawasan pesisir yang telah berkembang menjadi sentra budidaya perikanan. Meskipun hasil analisis biaya-manfaat menunjukan bahwa perlindungan dan restorasi ekosistem mangrove secara ekonomi layak untuk diusahakan, namun jika dibandingkan dengan nilai ekspor udang skema karbon belum cukup kompetitif untuk menjadi instrumen utama dalam mendorong penghentian atau konversi kegiatan budidaya yang telah memberikan manfaat ekonomi langsung bagi masyarakat dan pelaku usaha. Oleh karena itu, diperlukan pengembangan pendekatan teknis restorasi ekosistem mangrove yang tidak berimplikasi pada penurunan produksi dalam praktik budidaya perikanan, supaya budidaya dan pengelolaan ekosistem mangrove berkelanjutan selaras memberikan benefit dan co-benefit secara bersamaan.; Global climate change has driven comprehensive mitigation efforts through the reduction of greenhouse gas emissions, enhancement of carbon sequestration capacity, and strengthening of adaptive policies across various development sectors. One pathway that can significantly contribute to these efforts is ecosystem protection and restoration. Mangrove ecosystems, as one of the most important coastal wetland ecosystems, play a crucial role as a Nature-based Climate Solution by effectively capturing and storing blue carbon. From a regional perspective, Java is the region experiencing the highest rate of mangrove forest loss in Indonesia, particularly along the northern coastal zone. Deforestation and degradation of mangrove forests continue to pose major threats throughout this region. Various concepts and approaches to mangrove protection and restoration have been tested through scientific studies and practical lessons learned at different scales and institutional settings. However, their outcomes have generally produced only partial impacts on the multidimensional aspects of sustainability. This condition presents a major challenge in addressing impact gaps, particularly regarding social and economic dimensions. The emergence of the global carbon market, combined with supportive national regulations, provides an opportunity to maximize the role and benefits of mangrove ecosystems through protection and restoration initiatives that generate comprehensive ecological, social, and economic outcomes. Therefore, the design of mangrove protection and restoration based on carbon ecosystem services represents an important alternative that warrants empirical examination regarding the optimization of intervention impacts across multiple dimensions of sustainability. The primary objective of this research is to develop an optimal carbon ecosystem service-based design for mangrove protection and restoration as a climate change mitigation strategy capable of generating additional benefits in terms of climate mitigation, community welfare, and biodiversity conservation. This objective is pursued through the achievement of four intermediate objectives: (1) analyzing the dynamics of mangrove ecosystems and their responses to changes in intertidal zones and unplanned deforestation rates; (2) developing allometric models for young mangrove stands and assessing the carbon footprint of accretion-associated aquaculture lands to enrich emission factor references used in quantifying emission reduction potential; (3) establishing a priority framework for mangrove restoration approaches based on coastal landscape typologies; and (4) analyzing the greenhouse gas emission reduction potential of mangrove ecosystems under multi-intervention scenarios within a carbon ecosystem service-based optimization framework. These four analyses are interconnected and collectively form a holistic conceptual framework for achieving the research objectives. The novelty of this research on the optimization design of mangrove protection and restoration based on carbon ecosystem services lies in the development of an integrative approach that positions mangroves not only as objects of ecological conservation but also as carbon ecosystem service providers that can be spatially, economically, and institutionally optimized to support climate change mitigation. Previous mangrove studies have largely focused on isolated aspects such as carbon stock estimation, restoration approaches, or economic valuation. In contrast, this research introduces a novel framework that integrates ecosystem dynamics, carbon sequestration and emission potentials, restoration prioritization, and restoration scenarios into a single optimization design based on carbon ecosystem services. Conceptually, this study proposes a new paradigm in which mangrove protection and restoration are viewed not merely as ecosystem rehabilitation activities but as integrated interventions capable of simultaneously generating ecological, socio-economic, and climate benefits. The findings reveal that mangrove ecosystem dynamics along the northern coast of Java exhibit complex patterns across all categories of ecosystem transition, including both expansion and loss of intertidal habitats as well as varying rates of deforestation and reforestation. Deltaic landscapes demonstrate high rates of land accretion, whereas open-coast typologies experience substantial land loss due to erosion. These dynamics have significant quantitative implications for the diversity of change proxies across different zones and landscape typologies. Intertidal areas continue to expand, primarily driven by deltaic regions. The average gross accretion rate reaches 916 ha/year, while the gross erosion rate is approximately 705 ha/year, resulting in a positive sediment balance of 211 ha/year. At the mangrove cover level, gross deforestation is estimated at 514 ha/year, accompanied by gross reforestation of 486 ha/year, yielding a net deforestation rate of 28 ha/year across the northern coast of Java. The study also demonstrates the substantial potential of mangrove ecosystems as long-term carbon sinks, with the largest contribution originating from soil organic carbon, which accounts for more than 75% of total ecosystem carbon stocks. The high carbon storage capacity within deep soil layers provides strong evidence that mangroves can retain carbon over extended periods, not only aboveground but also deep beneath the soil surface. Consequently, mangrove protection and restoration are critically important within climate change mitigation strategies, as disturbances to surface ecosystems may trigger carbon emissions from deeper soil layers. The observed ecosystem dynamics and substantial carbon storage potential provide important guidance regarding the prioritization of protection and restoration approaches across different mangrove landscape typologies. Priority analysis indicates that within deltaic and estuarine environments, protection through natural regeneration should be prioritized, given that land accretion and natural mangrove colonization commonly occur in these dynamic environments. Meanwhile, lagoon typologies are considered highly suitable for mangrove ecotourism development. Intensive planting is prioritized within interior zones, whereas open-coast environments require the implementation of nature-based coastal protection structures or integrated engineering interventions during the initial stages, particularly in areas highly vulnerable to coastal erosion. Based on the results of ecosystem dynamics analysis, carbon stock assessments as emission factors, and restoration priority evaluations, this study subsequently simulated multi-intervention scenarios integrating mangrove forest protection, hydrological restoration combined with intensive planting, and ecological engineering designed to facilitate habitat creation and natural regeneration. Ecological engineering coupled with natural regeneration demonstrates performance that is five times greater than conventional planting-based restoration. This finding highlights the importance of restoration designs centered on natural regeneration to maximize blue carbon benefits. The multi-intervention scenario offers substantially greater emission reduction potential compared with single-intervention approaches. The optimized scenario generates an estimated emission reduction of 260 million tCO2e by Year 30, with an average annual reduction of 8.7 million tCO2e. At maximum market prices, this performance translates into an economic value of approximately USD 6.3 billion by Year 30, or USD 210 million annually. These results indicate a high level of economic feasibility for implementing voluntary carbon credit schemes, which would contribute significantly to ecological sustainability, community livelihoods, biodiversity conservation, and national development objectives. From the perspective of national policy, simulations for Year 5 (2030) indicate that the proposed interventions could achieve emission reductions of approximately 3.5 million tCO2e, equivalent to 2.5% of the national net-zero emission target of 140 million tCO2e. This represents a remarkable contribution considering that such reductions originate solely from mangrove ecosystems. If optimally implemented at the national scale, the proposed scenario could potentially reduce emissions by approximately 765 million tCO2e, exceeding Indonesia’s net-zero emission target for 2030. Based on socio-economic impact assessments, carbon ecosystem service-based mangrove protection and restoration have considerable potential to gradually improve the socio-economic conditions of coastal communities. During the first phase, interventions are expected to support basic needs and establish alternative livelihood opportunities. The second phase focuses on transforming these livelihoods into sustainable community-managed enterprises. In the third phase, community groups are projected to achieve reliable and sustainable sources of income. The primary challenge for implementation lies in the limited economic incentives available to encourage land-use transitions in coastal areas that have already developed into major aquaculture production centers. Although cost-benefit analyses indicate that mangrove protection and restoration are economically feasible, carbon finance remains insufficiently competitive when compared with the economic value generated by shrimp exports. Consequently, carbon schemes alone are unlikely to serve as the primary instrument for promoting the cessation or conversion of aquaculture activities that currently provide substantial direct economic benefits to local communities and private sector actors. Therefore, there is a pressing need to develop technical approaches to mangrove restoration that do not compromise aquaculture productivity. Such approaches would enable sustainable aquaculture practices and mangrove ecosystem management to coexist, ensuring that both direct benefits and broader co-benefits can be generated simultaneously. Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT http://repository.ipb.ac.id/handle/123456789/174145 2026-01-01T00:00:00Z http://repository.ipb.ac.id/handle/123456789/173474 Evaluasi Ekosistem Pulau Osi (Seram Bagian Barat) Untuk Model Pengelolaan Sumber Daya Alam Berkelanjutan Wakano, Deli Pulau Osi merupakan pulau kecil yang memiliki ketergantungan tinggi terhadap sumber daya pesisir, khususnya ekosistem mangrove dan lamun yang berperan penting dalam menopang kehidupan sosial dan ekonomi masyarakat. Tekanan pemanfaatan yang terus meningkat, terutama dari sektor perikanan tangkap, berpotensi menurunkan daya dukung ekosistem dan mengancam keberlanjutan pembangunan pulau kecil. Oleh karena itu, diperlukan suatu pendekatan pengelolaan yang mampu mengintegrasikan aspek ekologi, ekonomi, dan sosial secara terpadu dan berkelanjutan. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi kondisi ekosistem Pulau Osi serta merumuskan model pengelolaan sumber daya alam berkelanjutan berbasis sistem sosial-ekologis. Pendekatan yang digunakan adalah pemodelan sistem dinamik yang mengintegrasikan sub-model ekologi (mangrove dan lamun), ekonomi (pendapatan per kapita), dan sosial (jumlah nelayan). Model ini disusun untuk menangkap hubungan sebab-akibat dan mekanisme umpan balik antar komponen sistem dalam jangka panjang, serta digunakan untuk mensimulasikan berbagai skenario pengelolaan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ekosistem mangrove dan lamun merupakan komponen kunci yang menentukan stabilitas sistem Pulau Osi. Degradasi kedua ekosistem tersebut berdampak langsung terhadap penurunan produktivitas perikanan dan peningkatan tekanan sosial berupa bertambahnya jumlah nelayan. Dari aspek ekonomi, peningkatan pemanfaatan sumber daya alam mampu meningkatkan pendapatan masyarakat dalam jangka pendek, namun bersifat tidak berkelanjutan ketika daya dukung ekosistem terlampaui. Kondisi ini menunjukkan adanya batas pertumbuhan sosial-ekonomi berbasis daya dukung lingkungan pada skala pulau kecil. Dari aspek sosial, tingginya ketergantungan masyarakat terhadap sektor perikanan dan terbatasnya alternatif mata pencaharian memperkuat tekanan terhadap sumber daya pesisir. Pertumbuhan jumlah nelayan yang relatif konsisten mencerminkan kerentanan sistem sosial-ekonomi terhadap perubahan kondisi ekosistem. Tanpa pengelolaan yang adaptif dan terpadu, peningkatan kesejahteraan masyarakat cenderung bersifat semu dan berpotensi menurun dalam jangka panjang. Simulasi skenario current dan reference pada penelitian ini menunjukkan bahwa pendekatan pengelolaan yang menitikberatkan pada perlindungan dan rehabilitasi ekosistem pesisir, pengendalian tekanan pemanfaatan, serta diversifikasi ekonomi masyarakat mampu meningkatkan stabilitas sistem secara keseluruhan. Model sistem dinamik yang dikembangkan terbukti efektif sebagai alat pendukung pengambilan keputusan (decision support system) dalam mengevaluasi dampak kebijakan pengelolaan pulau kecil sebelum diterapkan. Kebaruan penelitian ini terletak pada pengembangan model sistem dinamik terpadu yang menempatkan ekosistem mangrove dan lamun sebagai variabel pengungkit utama keberlanjutan, sekaligus mengidentifikasi batas pertumbuhan sosial-ekonomi berbasis daya dukung lingkungan pada skala pulau kecil. Penelitian ini tidak hanya memberikan kontribusi konseptual dalam pengelolaan sistem sosial-ekologis pulau kecil, tetapi juga menawarkan kerangka operasional kebijakan yang adaptif dan aplikatif bagi pemerintah daerah. Secara keseluruhan, disertasi ini menegaskan bahwa keberlanjutan pengelolaan Pulau Osi hanya dapat dicapai melalui keseimbangan antara perlindungan ekosistem, peningkatan kesejahteraan ekonomi, dan penguatan kapasitas sosial masyarakat. Pendekatan berbasis sistem dinamik menjadi instrumen penting dalam mendukung perencanaan dan pengelolaan sumber daya alam pulau kecil secara berkelanjutan.; Osi Island is a small island characterized by a high dependence on coastal resources, particularly mangrove and seagrass ecosystems, which play a crucial role in supporting the social and economic livelihoods of local communities. Increasing resource utilization pressures, especially from capture fisheries, have the potential to reduce ecosystem carrying capacity and threaten the sustainability of small island development. Therefore, an integrated and sustainable management approach that incorporates ecological, economic, and social dimensions is required. This study aims to assess the condition of Osi Island’s ecosystems and formulate a sustainable natural resource management model based on a social-ecological systems framework. The study employs a system dynamics modeling approach that integrates ecological sub-models (mangroves and seagrasses), an economic sub-model (per capita income), and a social sub-model (number of fishers). The model was developed to capture causal relationships and feedback mechanisms among system components over the long term and to simulate various management scenarios. The results indicate that mangrove and seagrass ecosystems are key components determining the overall stability of the Osi Island system. Degradation of these ecosystems directly leads to declining fisheries productivity and increasing social pressure, reflected in the growing number of fishers. From an economic perspective, intensified exploitation of natural resources can increase community income in the short term; however, such gains become unsustainable once ecosystem carrying capacity thresholds are exceeded. This finding highlights the existence of socio-economic growth limits constrained by environmental carrying capacity at the small-island scale. From a social standpoint, the community’s high dependence on the fisheries sector and the lack of alternative livelihoods exacerbate pressure on coastal resources. The relatively consistent growth in the number of fishers reflects the vulnerability of the local socio-economic system to changes in ecosystem conditions. Without adaptive and integrated management, improvements in community welfare are likely to be illusory and may decline over the long term. Through simulations of current and reference scenarios, this study demonstrates that management strategies emphasizing coastal ecosystem protection and rehabilitation, control of exploitation pressures, and diversification of local economic activities can significantly enhance overall system stability. The developed system dynamics model proved effective as a decision support system for assessing the potential impacts of small-island management policies prior to implementation. The novelty of this research lies in the development of an integrated system dynamics model that positions mangrove and seagrass ecosystems as key leverage variables for sustainability, while explicitly identifying socio-economic growth limits based on environmental carrying capacity at the small-island scale. This study contributes not only conceptually to the understanding of small-island social-ecological systems but also provides an adaptive and operational policy framework applicable to local government decision-making. Overall, this dissertation affirms that sustainable management of Osi Island can only be achieved through a balanced approach that integrates ecosystem protection, economic welfare improvement, and strengthening of community social capacity. A system dynamics-based approach emerges as a critical instrument for supporting sustainable planning and natural resource management on small islands. Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT http://repository.ipb.ac.id/handle/123456789/173474 2026-01-01T00:00:00Z http://repository.ipb.ac.id/handle/123456789/173465 Model Spasial Penetapan Areal Konservasi Daerah Aliran Sungai (DAS) Berbasis Jasa Ekosistem (JE) : Studi Kasus DAS Citarum, Provinsi Jawa Barat Nahib, Irmadi Daerah aliran sungai (DAS) Citarum merupakan kawasan strategis yang menopang ketahanan air, pangan, energi, dan keberlanjutan lingkungan bagi Provinsi Jawa Barat dan wilayah metropolitan Jakarta. DAS ini menyuplai air baku, mendukung sistem irigasi dan pembangkit listrik tenaga air, serta menyediakan berbagai fungsi ekologis penting. Dalam beberapa dekade terakhir, pertumbuhan penduduk, urbanisasi, ekspansi pertanian, industrialisasi, dan perubahan iklim telah mendorong perubahan tutupan dan penggunaan lahan (TPL) yang berdampak pada degradasi hutan, peningkatan erosi dan sedimentasi, penurunan kualitas dan kuantitas air, serta berkurangnya kapasitas penyimpanan karbon. Perubahan TPL yang tidak terkendali mengganggu keseimbangan antara pembangunan dan kelestarian lingkungan. Oleh sebab itu, diperlukan pendekatan perencanaan DAS yang mengintegrasikan dinamika lahan, jasa ekosistem (JE), nilai ekonomi jasa ekosistem (NEJE), dan perencanaan konservasi secara spasial dan terpadu. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan model spasial perencanaan konservasi DAS berbasis JE. Secara khusus, penelitian ini bertujuan untuk: (1) menganalisis perubahan TPL tahun 2003, 2013, dan 2023 serta memproyeksikan TPL tahun 2043 dalam beberapa skenario; (2) menyusun model JE, yaitu hasil air (HA), retensi sedimen (RS), dan stok karbon (SK), serta menganalisis hubungan sinergi dan trade-off antar JE; (3) menilai dinamika nilai ekonomi JE (NEJE) berdasarkan fungsi penyediaan air, pengendalian erosi, pengaturan iklim, dan penyediaan bahan pangan, serta menganalisis sensitivitas NEJE terhadap perubahan TPL; dan (4) menyusun model spasial perencanaan konservasi DAS berbasis JE. Penelitian ini dilaksanakan pada Agustus 2024 hingga Maret 2025 di DAS Citarum, Provinsi Jawa Barat. Metodologi penelitian terdiri atas empat tahapan utama. Tahap pertama adalah analisis perubahan dan proyeksi TPL menggunakan citra Landsat 5 dan Landsat 8/OLI yang diklasifikasikan dengan algoritma Random Forest (RF) pada platform Google Earth Engine (GEE). Proyeksi TPL tahun 2043 dilakukan dengan model Multi Layer Perceptron-Markov Chain (MLP-MC) pada platform Idrisi TerrSet dengan tiga skenario, yaitu business as usual (BAU), perlindungan lahan sawah (PLS), dan perlindungan hutan (PH). Tahap kedua adalah pemodelan JE menggunakan perangkat Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs (InVEST). Model Annual Water Yield digunakan untuk menghitung HA, Sediment Delivery Ratio (SDR) untuk RS, dan Carbon Storage and Sequestration untuk SK. Hubungan sinergi dan trade-off antar JE dianalisis menggunakan korelasi Pearson dan analisis Moran's I bivariat untuk mengidentifikasi keterkaitan dan konflik spasial antar JE. Tahap ketiga adalah perhitungan nilai ekonomi JE menggunakan pendekatan traditional benefit transfer (TBT) dan spatial benefit transfer (SBT) yang merupakan pengembangan dari metode TBT. Pendekatan SBT mengintegrasikan variabel biofisik : HA, RS, SK, dan normalized difference vegetation index (NDVI) serta variabel sosial ekonomi : upah minimum kabupaten/kota (UMK) dan produk domestik regional bruto (PDRB) sebagai faktor koreksi dalam unit analisis grid dengan resolusi 100 m × 100 m. Tahap keempat adalah penyusunan zonasi areal konservasi menggunakan pendekatan perencanaan konservasi sistematis (PKS) dengan perangkat lunak Marxan. Penyusunan areal konservasi dilakukan dengan dua skenario yaitu skenario A yang memasukkan kawasan konservasi eksisting dan skenario B yang tidak memasukkan kawasan konservasi eksisting. Perbedaan pola spasial antar skenario dianalisis menggunakan Jensen–Shannon Divergence (JSD) dan analisis overlay dalam ArcGIS. Hasil analisis TPL selama 2003–2023, hutan dan semak belukar menurun masing-masing sebesar 101.161 ha ( 47,63%) dan 13.387 ha (34,62%), sementara pemukiman dan pertanian lahan kering meningkat 32.518 ha (89,49%) dan 78.634 ha (38,87%). Validasi model menunjukkan akurasi tinggi dengan nilai Kappa 0,91. Proyeksi tahun 2043 menunjukkan bahwa pada skenario BAU, tren degradasi berlanjut dengan penurunan luas hutan sebesar 38.561 ha (34,66%), peningkatan lahan terbangun sebesar 25.328 ha (36,79%), dan peningkatan pertanian lahan kering sebesar 20.936 ha (7,45%). Skenario PLS efektif mempertahankan sawah, tetapi kurang mampu menekan deforestasi. Sedangkan skenario PH paling efektif menjaga hutan meskipun mengurangi luas perkebunan. Temuan ini menunjukkan adanya trade-off antara perlindungan pangan dan konservasi ekosistem yang memerlukan integrasi kebijakan lintas sektor. Pemetaan JE menunjukkan bahwa antara 2003–2013, total HA dan total SK mengalami penurunan sebesar 25,39% dan 6,81%, sedangkan RS meningkat 20,27%. Pada periode 2013–2023, penurunan HA dan SK sebesar 19,31% dan 0,37%, sementara RS meningkat sebesar 14,00%. Pola ini mencerminkan dampak konversi hutan menjadi pertanian lahan kering dan pemukiman. Analisis korelasi Pearson menunjukkan adanya sinergi kuat antara HA-RS (0,613–0,652), serta sinergi lemah antara HA-SK (0,280–0,262) serta RS-SK (0,297-0,349). Hasil analisis bivariat menunjukkan bahwa terdapat wilayah yang mengalami trade-off dan terdapat wilayah lain yang menunjukkan hubungan sinergis. Analisis NEJE dengan metode SBT menunjukkan penurunan total NEJE sebesar US$ 108,07 juta (-25,48%) selama 2003–2023. Penurunan terbesar terjadi pada periode 2003–2013 sebesar US$ 67,64 juta (-15,95%), sedangkan pada 2013–2023 sebesar US$ 40,43 juta (-11,34%). Berdasarkan fungsi JE, NEJE penyediaan air menyumbang penurunan terbesar dengan nilai US$ 44,93 juta (36,57%), dan NEJE fungsi pengaturan iklim sebesar US$ 38,80 juta (26,14%). Metode SBT menghasilkan faktor koreksi sebesar 0,34–0,56 terhadap NEJE dengan metode TBT. Hasil uji sensitivitas menunjukkan bahwa hutan memiliki indeks tertinggi (rata-rata 0,6851), menunjukkan hutan relatif stabil terhadap perubahan NEJE. Hasil simulasi Marxan menunjukkan bahwa pendekatan multi-JE (all ecosystem services, AES) menghasilkan konfigurasi areal konservasi paling optimal dibandingkan pendekatan JE tunggal. Pada target perlindungan JE sebesar 60%, skenario A menghasilkan areal konservasi seluas 247.600 ha (34,24%) dengan pola distribusi yang berdekatan dengan kawasan konservasi eksisting, mencerminkan keterhubungan dan kesinambungan ekologi yang baik. Skenario B menghasilkan areal konservasi seluas 217.400 ha (30,04%) dengan areal yang tersebar dan terfragmentasi. Strategi penerapan skenario sangat tergantung kebijakan pengelolaan untuk menambah areal konservasi eksisting atau mencari areal potensi untuk dicadangkan sebagai areal konservasi. Nilai JSD sebesar 0,89 menunjukkan perbedaan pola distribusi spasial yang signifikan antara kedua skenario konservasi. Areal dengan status yang sama pada kedua peta tersebut adalah seluas 425.600 ha (58,85%) yakni areal konservasi sebesar 83.700 ha (11,57%) dan areal non konservasi sebesar 341.900 ha (47,28%). Penelitian ini menghasilkan kerangka kerja perencanaan konservasi DAS berbasis JE yang komprehensif dan aplikatif. Model yang dikembangkan ini menyediakan dasar ilmiah yang kuat bagi perencanaan tata ruang, pengendalian degradasi lingkungan, dan implementasi kebijakan konservasi DAS yang selaras dengan agenda nasional dan global, termasuk target 30 by 30 dalam kerangka Kunming–Montreal Global Biodiversity Framework. Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT http://repository.ipb.ac.id/handle/123456789/173465 2026-01-01T00:00:00Z