Tesis a.n A Muhammad Toha Miftahurridho (A2502231049)

Abstract

Peningkatan konsentrasi gas rumah kaca (GRK) di atmosfer akibat aktivitas antropogenik telah memperkuat urgensi pemantauan dan inventarisasi stok karbon secara presisi, cepat, dan non-destruktif pada sektor perkebunan kelapa sawit sebagai salah satu ekosistem budidaya tropis terbesar. Pendugaan biomassa dan stok karbon berbasis teknologi penginderaan jauh menggunakan Unmanned Aerial Vehicle (UAV) multispektral memberikan peluang efisiensi ruang dan waktu yang signifikan dibandingkan metode pengukuran terestrial konvensional yang membutuhkan tenaga kerja besar, biaya tinggi serta berisiko merusak vegetasi secara destruktif. Meskipun demikian, integrasi indeks vegetasi spektral berbasis UAV untuk menduga stok karbon masih dihadapkan pada tantangan metodologis, terutama terkait perbedaan arsitektur tajuk antar kelompok umur tanaman. Penelitian ini bertujuan untuk: (1) menganalisis korelasi dan menyusun model regresi antara nilai Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) berbasis UAV dengan stok karbon kelapa sawit pada skala individu dan skala area; (2) mengevaluasi perbedaan performa model penduga stok karbon antara model spesifik umur (age-specific model) pada fase Tanaman Menghasilkan muda (TM 4) dan dewasa (TM 11) dibandingkan dengan model gabungan (global model); serta (3) mengidentifikasi batas keandalan dan fenomena kejenuhan spektral (canopy saturation) NDVI pada kanopi kelapa sawit rapat. Penelitian dilaksanakan di Kebun Percobaan Cikabayan, IPB University, Dramaga, Bogor. Data terestrial dikumpulkan dari 20 sampel pohon individu per plot berukuran 20 × 60 m pada blok TM 4 dan TM 11 melalui pengukuran biometrika diameter batang dan tinggi vertikal dari pangkal pelepah ke-17 yang diulang 3 kali pada masing-masing blok umur. Biomassa tanaman kelapa sawit dihitung menggunakan persamaan alometrik non-destruktif Lubis (2011), sedangkan biomassa bawah tegakan kelapa sawit (tanaman herba dan rumputrumputan) dihitung secara destruktif menggunakan subplot 1 × 1 m sebanyak 6 pada tiap plot utama untuk menggambarkan kondisi mikro di lapangan. Nilai biomassa yang didapat dikonversi menjadi stok karbon (kg C/pohon) dengan faktor fraksi karbon sebesar 0,46 (SNI 7722:2011), dengan asumsi bahwa 46% biomassa total tanaman merupakan stok karbon. Akuisisi data spasial udara memanfaatkan UAV DJI Mavic 3 Multispectral pada ketinggian terbang 50 meter dengan kalibrasi radiometrik berbasis panel reflektansi dan sensor iradiansia surya untuk meminimalkan gangguan akibat variabilitas pencahayaan dan kondisi atmosferik. Indeks vegetasi NDVI dihitung berdasarkan rasio reflektansi gelombang inframerah dekat (Near-Infrared/NIR) dan merah (Red), kemudian diekstrak menggunakan teknik zonal statistics pada area tajuk individu dan luas plot. Analisis statistik mencakup uji korelasi Pearson, penyusunan model regresi, evaluasi kelayakan model (koefisien determinasi R2 ) dan root mean square error (RMSE), serta pengujian asumsi klasik regresi secara komprehensif, termasuk uji heteroskedastisitas White, uji normalitas Shapiro-Wilk, dan Q-Q plot terhadap sebaran sisa regresi menggunakan perangkat lunak SAS Studio. Hasil penelitian menunjukkan bahwa korelasi dan performa model regresi NDVI terhadap stok karbon sangat dipengaruhi oleh faktor umur serta dinamika arsitektur kanopi tanaman. Pada skala individu, model spesifik umur (age-specific model) pada TM 4 mampu menjelaskan variabilitas stok karbon secara linier dengan akurasi tinggi karena pertambahan biomassa tajuk berbanding lurus dengan serapan spektral dan perluasan area proyeksi tajuk. Sebaliknya, pada TM 11 yang memiliki tutupan kanopi rapat dan akumulasi biomassa dominan pada struktur batang kayu, hubungan NDVI individu terhadap stok karbon menunjukkan penurunan sensitivitas akibat fenomena kejenuhan spektral (spectral saturation) di mana peningkatan akumulasi biomassa batang tidak lagi diiringi oleh peningkatan nilai reflektansi spektral NDVI. Penggabungan data seluruh umur ke dalam model global terbukti memicu variabilitas acak yang tinggi, meningkatkan nilai galat, serta menimbulkan indikasi pelanggaran heteroskedastisitas pada sebaran sisa regresi. Pada skala area, penutupan kanopi memberikan pengaruh signifikan terhadap akumulasi biomassa permukaan, namun respon sinyal NDVI mencapai titik jenuh ketika indeks tutupan tajuk mendekati maksimum. Penelitian ini menyimpulkan bahwa penggunaan model age-specific lebih direkomendasikan daripada model global untuk menghindari bias pada nilai estimasi dan menjaga validitas prediktif. Hasil ini memberikan kontribusi metodologis yang penting dalam pengembangan pemetaan stok karbon presisi berbasis UAV untuk mendukung transparansi kerangka Measurement, Reporting, and Verification (MRV) serta tata kelola perkebunan kelapa sawit yang berkelanjutan.