Kuantifikasi Jasa Agro-Ekosistem Sawah di Jakarta-Bandung Mega Urban Region

Abstract

Jakarta–Bandung Mega Urban Region (JBMUR) merupakan kawasan mega-urban yang mengalami urbanisasi pesat dan memberikan tekanan terhadap keberlanjutan agro-ekosistem sawah. Perubahan penggunaan lahan yang ditandai oleh ekspansi kawasan terbangun tidak hanya menyebabkan berkurangnya luas sawah, tetapi juga mengubah struktur dan konfigurasi spasial lanskap pertanian. Kondisi tersebut berpotensi memengaruhi kapasitas agro-ekosistem dalam menyediakan jasa penyediaan pangan maupun jasa pengaturan lingkungan. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi perubahan penggunaan dan penutup lahan serta dinamika sawah selama periode 2000–2025, menyusun tipologi wilayah berdasarkan karakteristik fisik dan sosial-ekonomi, serta menganalisis fragmentasi sawah dan dampaknya terhadap jasa agro-ekosistem. Penelitian menggunakan citra Landsat tahun 2000, 2005, 2010, 2015, 2020, dan 2025 yang diklasifikasikan dengan algoritma Random Forest. Tipologi wilayah disusun menggunakan pendekatan Rustiadi Quantitative Zoning Method (RQZM-II) dan K-Means Clustering berdasarkan variabel fisik, sosial-ekonomi, dan aksesibilitas. Analisis fragmentasi dilakukan pada skala makro dan mikro menggunakan metrik lanskap, sedangkan jasa agro-ekosistem dikuantifikasi melalui indikator jasa penyedia dan jasa pengaturan yang diintegrasikan ke dalam Indeks Jasa Agro-Ekosistem. Evaluasi keberlanjutan dilakukan untuk menilai kondisi agro-ekosistem berdasarkan kategori aman, berisiko, dan kritis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa urbanisasi telah menyebabkan konversi sawah yang terkonsentrasi pada wilayah dengan aksesibilitas tinggi dan kedekatan terhadap pusat pertumbuhan. Pada saat yang sama, beberapa wilayah yang berada lebih jauh dari pusat urbanisasi menunjukkan penambahan sawah sebagai bentuk pergeseran spasial aktivitas pertanian. Berdasarkan pendekatan RQZM-II, wilayah JBMUR dapat diklasifikasikan menjadi empat tipologi utama, yaitu urban, peri-urban, rural I, dan rural II yang merepresentasikan gradien tingkat urbanisasi. Analisis fragmentasi menunjukkan bahwa perubahan agro-ekosistem sawah tidak hanya ditandai oleh berkurangnya luas lahan pertanian, tetapi juga oleh menurunnya ukuran petak sawah, berkurangnya dominasi hamparan sawah besar, serta meningkatnya keterpisahan antarpetak. Temuan tersebut menunjukkan bahwa tekanan urbanisasi lebih banyak memengaruhi integritas spasial lanskap pertanian dibandingkan penyusutan luas sawah secara langsung. Perubahan struktur lanskap tersebut berdampak pada menurunnya kapasitas jasa agro-ekosistem, terutama jasa pengaturan yang mengalami penurunan lebih besar dibandingkan jasa penyedia. Hasil penelitian menegaskan bahwa keberlanjutan agro-ekosistem sawah di kawasan mega-urban tidak hanya ditentukan oleh luas lahan pertanian yang tersisa, tetapi juga oleh integritas spasial lanskap, kualitas fungsi ekologis, dan kemampuan agro-ekosistem dalam mempertahankan kapasitas jasa ekosistem di tengah tekanan urbanisasi yang terus meningkat.

The Jakarta–Bandung Mega Urban Region (JBMUR) is a rapidly urbanizing mega-urban region that faces increasing pressure on the sustainability of rice-field agroecosystems. Land-use change, characterized by the expansion of built-up areas, has not only reduced the extent of rice fields but has also altered the spatial structure and configuration of agricultural landscapes. These changes may affect the capacity of agroecosystems to provide both food provisioning and environmental regulating services. Therefore, this study aimed to identify land-use and land-cover changes as well as rice-field dynamics during the 2000–2025 period, develop regional typologies based on physical and socio-economic characteristics, and analyze rice-field fragmentation and its impacts on agroecosystem services. This study utilized Landsat imagery from 2000, 2005, 2010, 2015, 2020, and 2025, which were classified using the Random Forest algorithm. Regional typologies were developed using the Rustiadi Quantitative Zoning Method (RQZM-II) and K-Means Clustering based on physical, socio-economic, and accessibility variables. Fragmentation analysis was conducted at both macro and micro scales using landscape metrics, while agroecosystem services were quantified through provisioning and regulating service indicators integrated into an Agroecosystem Service Index. Sustainability assessment was carried out to evaluate agroecosystem conditions based on safe, vulnerable, and critical categories. The results indicate that urbanization has driven rice-field conversion, particularly in areas with high accessibility and close proximity to growth centers. At the same time, some areas located farther from urban centers experienced increases in rice-field extent, reflecting a spatial shift in agricultural activities. Based on the RQZM-II approach, JBMUR was classified into four major typologies: urban, peri-urban, rural I, and rural II, representing a gradient of urbanization intensity. Fragmentation analysis revealed that changes in rice-field agroecosystems were characterized not only by a reduction in agricultural land area but also by declining rice-field patch size, reduced dominance of large rice-field patches, and increasing patch isolation. These findings suggest that urbanization exerts a greater influence on the spatial integrity of agricultural landscapes than on farmland loss alone. Changes in landscape structure contributed to a decline in agroecosystem service capacity, particularly regulating services, which experienced a greater decline than provisioning services. The findings emphasize that the sustainability of rice-field agroecosystems in mega-urban regions is determined not only by the amount of remaining agricultural land but also by landscape spatial integrity, ecological function quality, and the ability of agroecosystems to maintain ecosystem service capacity under increasing urbanization pressures.