list of figuresbrsdm.kkp.go.id/__asset/__images/content_wysiwyg/ls agustus... · hipotesis :...
TRANSCRIPT
Auditorium Balitbang KP II, lt 6
Ancol Timur - Jakarta
Rinny Rahmania ([email protected])
Learning session
2 Agustus 2017
Pemantauan kegiatan penanaman mangrove
menggunakan citra satelit multi temporal resolusi spasial
tingkat tinggi untuk pengelolaan kawasan pesisir Indonesia
yang lebih baik
Garis besar :
Pendahuluan Data & Metode Hasil Kesimpulan & Perspektif
• Konteks
• Tujuan
• Data & metode
• Hasil
• Perspektif dan kesimpulan dalam kerangka ICZM
Mangrove ~ 1% of tropical terra firme forest area
~5 spesies
~50 spesies
15°N
15°S
Garis Katulistiwa
Mangrove
MANGROVE = salah satu hutan tropis di zona intertidal
Pendahuluan Data & Metode Hasil Kesimpulan & Perspektif
• Spesies mangrove dengan keragaman tertinggi • >17000 pulau • Kompleks dan beragam tipe pantai
From Huffard et al. (2012)
Mangrove Species Richness UNK = unknown richness
Kalimantan
Papua Sulawesi
~5000 km
LAUT PASIFIK
LAUT INDIA
Campbell & Brown (2015), Jakarta Globe
MANGROVE INDONESIA: ”A Treasure Worth Saving”
Pendahuluan Data & Metode Hasil Kesimpulan & Perspektif
From Richards & Friess (2016). PNAS, 113, 344-349
Kalimantan
Papua
Sulawesi
Area yang terancam rusak
Area yang masih terlindungi
MANGROVE INDONESIA SEBAGIAN BESAR TELAH RUSAK
Pendahuluan Data & Metode Hasil Kesimpulan & Perspektif
MANAJEMEN PENGELOLAAN SUMBERDAYA PESISIR YANG TERINTEGRASI SANGAT DIPERLUKAN !
Ilman et al, 2016
Perkiraan berkurangnya luasan area mangrove 20 th kedepan
Ancaman utama: “Menurunnya produktivitas budidaya tambak di lahan
yang lama akan memaksa pembudidaya untuk membuka lahan baru dengan mengkonversi sekitar 600,000 ha area mangrove yang baru” (Ilman et al, 2016)
PEMULIHAN RIBUAN HEKTAR AREA BEKAS TAMBAK?
Pendahuluan Data & Metode Hasil Kesimpulan & Perspektif
2. Status and trend evolusi habitat mangrove pada skala resolusi spasial yang tinggi?
1. Potensi dari citra satelit optik resolusi spasial tinggi untuk pemantauan karakteristik mangrove?
3. Rekomendasi untuk ICZM?
Hipotesis : Gabungan citra satelit dengan resolusi spasial tinggi + pengamatan multi-temporal
= informasi baru untuk pengawasan mangrove?
Pendahuluan Data & Metode Hasil Kesimpulan & Perspektif
Region of interest Residential area
Rice fields
Residential area
WorldView-3 image 16th April 2015
!
Kawasan estuari Perancak
Source : Bengen, 2003
Indian Ocean
Pendahuluan Data & Metode Hasil Kesimpulan & Perspektif
Mangrove
Mangrove / Nypa
Area terbuka dengan atau
tanpa mangrove
Tambak ikan / udang
1965
CORONA declassified image © USGS
Dari data citra dan informasi di lapangan:
• Terdapat aktivitas budidaya ekstensif di tahun 80-an • >70% tambak inaktif di tahun 90-an • Terdapat beberapa program penanaman mangrove • Tidak adanya stasiun pengamatan cuaca, pasang surut, serta data
kualitas air dan biogeokimia • Tidak ada pemantauan kondisi hidrodinamika di kawasan estuari
Kawasan estuari Perancak
Pendahuluan Data & Metode Hasil Kesimpulan & Perspektif
20 hari inventaris di lapangan
Struktur hutan mangrove • 16 plot pengamatan = 7,975 m² • Parameter : jumlah spesies, tinggi kanopi, diameter setinggi dada
Identifikasi spesies • Jumlah spesies mangrove pada tahap anakan dan dewasa
A TEAM WORK
Pengumpulan data
Pendahuluan Data & Metode Hasil Kesimpulan & Perspektif
20 citra dari tahun 2001 - 2015 • Ikonos-2, GeoEye-1, QuickBird-2, WorldView-2/3 • Ukuran piksel 0.5 m - 1 m (pankromatik) dan 1.5 m - 4 m (multi spektral) • DN – citra reflektans • Variasi konfigurasi angular ϴs, ϴv and фs-v
13°< ϴs <39°, 10° < ϴv < 53° 2°< фs-v < 178°
Data citra satelit
13
Mangrove 120 ha
Pendahuluan Data & Metode Hasil Kesimpulan & Perspektif
WorldView-2, 16 Aug 2010 θs= 32
θv= 15
φs-v= 2
GeoEye-1, 18 Oct 2010 θs= 18
θv= 28
φs-v= 158
GeoEye-1, 1 Oct 2010 θs= 24
θv= 25
φs-v= 67
GeoEye-1, 23 Oct 2010 θs= 22
θv= 25
φs-v= 58
(a) (b)
(d) (c)
Variasi konfigurasi sudut dari citra ukuran 500m x 300m di area estuari Perancak
Pendahuluan Data & Metode Hasil Kesimpulan & Perspektif
Plot pengamatan: - 16 plot di area
penanaman kembali - 13 plot di area mangrove
alami - pengamatan di area
Nypa
Pendahuluan Data & Metode Hasil Kesimpulan & Perspektif
16
2. Visual expertise
Pond walls
Pond floors
3. Supervised ‘mangrove-non mangrove’
classification
Planted
mangroves
Natural areas
Infrastructures
Nypa plantations
Whole
estuary
1. Series of VHSR images
4. Monitoring of mangrove extents
Pond walls
Pond floors
Natural
areas
River basin/banks
Elsewhere
~1400 tambak (0,26ha ± 0,18ha)
381 ha (dasar tambak) 83 ha (dinding tambak)
Aquaculture cadastre
Diagram alir analisis perubahan mangrove berbasis GIS
Pendahuluan Data & Metode Hasil Kesimpulan & Perspektif
Worldview-2, 2011, 50 cm Spot-4, 2011, 10 m
1000 m X 2000 m
Pan-sharpened images
Spot-6, 2015, 1.5 m
Worldview-3, 2015, 50 cm
450 m X 450 m
Potensi citra satelit resolusi tinggi untuk pengawasan mangrove
Pendahuluan Data & Metode Hasil Kesimpulan & Perspektif
Tambak aktif Tambak inaktif
Mangrove alami Mangrove hasil penanaman
19
Pendahuluan Data & Metode Hasil Kesimpulan & Perspektif
Struktur kanopi mangrove alami vs. hasil penanaman
Penebangan illegal
Kematian di awal masa pertumbuhan
Mangrove alami Penanaman mangrove
2007 2011
2009 2011
2009 2015 2002 2015
Pendahuluan Data & Metode Hasil Kesimpulan & Perspektif
Contoh aplikasi lainnya:
2008 2009
2010 2011
2012 2013
2014 2015
1
2
3
4
5
6 7
8 9
10 11
12 13 14
1. Tahun penanaman
2. Penambahan area
3. Lokasi mangrove yang mati
4. Pengamatan berbagai jenis mangrove
Pendahuluan Data & Metode Hasil Kesimpulan & Perspektif
Potensi penggunaan
citra multi temporal
untuk pengawasan
pertumbuhan
mangrove pada skala
tambak
2010
1
6
2008
1
6
Tahapan regenerasi mangrove alami di areal tambak
Pendahuluan Data & Metode Hasil Kesimpulan & Perspektif
Deteksi tahun penanaman melalui analisis visual
Pendahuluan Data & Metode Hasil Kesimpulan & Perspektif
02-Aug-01 34 53 182 95,40 99,70 99,10 0,96
12-Oct-01 20 15 95 100,00 95,20 95,70 0,81
09-Mar-02 28 23 16 96,00 99,90 99,50 0,97
21-Feb-03 24 15 129 90,80 99,90 99,40 0,94
27-Jun-03 39 15 62 99,00 99,90 99,90 0,90
22-Sep-07 19 21 113 98,15 100,00 99,60 0,99
19-Jul-08 36 12 148 89,90 99,90 98,30 0,94
09-Jul-09 38 19 175 99,70 99,90 99,90 0,90
WorldView-2 16-Aug-10 32 15 2 98,80 99,90 99,70 0,99
01-Oct-10 24 25 67 99,90 98,50 99,50 0,99
18-Oct-10 18 28 202 99,50 99,50 99,50 0,99
23-Oct-10 22 25 58 98,60 99,70 99,50 0,99
15-Apr-11 29 30 82 99,90 98,70 98,90 0,97
30-Jun-11 36 16 257 99,90 99,50 99,60 0,98
23-Oct-12 13 22 216 99,90 99,90 99,90 0,99
01-May-13 28 15 228 99,30 98,70 98,90 0,96
10-Dec-13 23 12 16 97,90 96,26 97,00 0,93
26-Mar-14 25 19 85 99,30 99,90 99,70 0,99
Geoeye-1 11-Oct-14 20 10 52 99,90 99,90 99,90 0,99
Worldview-3 16-Apr-15 31 11 26 99,50 100,00 99,90 0,99
Ikonos-2
Quikcbird-2
GeoEye-1
WorldView-2
Kappaϴ s (°) ϴ v (°) фs-v (°)SatelliteAcquisition
date
Mangrove
class
Non-
Mangroves
Overall
accuracy
Supervised binary ‘Mangrove/Non-Mangrove’ classification
2001 to
2015
Training polygons
Validation polygons
Variability of classification accuracy in ZMS mapping
Change in mangrove areas at fine scales
• Attempts to classify more classes (pond floors, pond walls, mangroves, water, etc.) highlight a lot of confusion.
• It works very good with two classes
Potential of series of VHSR optical satellite signatures?
Pendahuluan Data & Metode Hasil Kesimpulan & Perspektif
From Rahmania et al. In prep., MPB
Trend evolusi luasan mangrove di estuari Perancak
Pendahuluan Data & Metode Hasil Kesimpulan & Perspektif
Laju pertambahan berbeda bisa
dideteksi.
Setiap tambak mempunyai cerita
sendiri
Penanaman mangrove tidak berhasil di
semua lokasi
Variasi kondisi tingkat pemulihan mangrove
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 20160
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Tau
x d
e r
ec
ou
vre
men
t
Bassin 8
Bassin 14
Bassin 38
Bassin 87
Bassin 125
3% / th
Tin
gkat
Pe
mu
lihan
Tambak 8 Tambak 14 Tambak 38 Tambak 87 Tambak 125
Pendahuluan Data & Metode Hasil Kesimpulan & Perspektif
Pendahuluan Data & Metode Hasil Kesimpulan & Perspektif
Persentase penutupan kanopi dari berbagai kondisi mangrove di area tambak Perancak
0
20
40
60
80
100
2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015
Logging in plantation
Logging in natural
Mortality in plantation
0
20
40
60
80
100
2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015
General plantation
Natural mangrove
Pen
utu
pan
kan
op
i
(%)
Pen
utu
pan
kan
op
i
(%)
tahap awal
mangrove dewasa
mangrove dewasa
mangrove muda
mangrove dewasa
Plantation Natural
Species
composition
monoculture of
Rhizophora tree
18 species
Range
between trees
1 – 2 m 2 – 5 m
Seedling none many
Location closed dyke open area or semi-
closed abandoned
dyke
Natural water
channel
No yes
Canopy
surface
Flat &
homogeneous
Coarse &
heterogenous
Crown canopy Very closed;
sunlight unable
to penetrate
Closed; but can be
penetrated by
sunlight
Tree height Up to 20 m Up to 25 m
Basal area 6.6 – 33.1 m²/ha 16.4 – 32.7 m²/ha
Plantation
Natural
Karakteristik utama mangrove alami vs. mangrove hasil penanaman
28
Pendahuluan Data & Metode Hasil Kesimpulan & Perspektif
5% 10% 15% 20%
Aa
Am
Ao
Bg
Ra
Rs
Rm
Sa
10% 20% 30% 40%
Aa
Am
Ao
Bg
Ra
Rs
Rm
Sa
Mangrove hasil penanaman
Mangrove alami
Pohon dewasa Regenerasi
Status dan trend evolusi habitat mangrove
Sa = Sonneratia alba Bg = Bruguiera gymnorhiza
Ra = Rhizophora apiculata Rs = Rhizophora stylosa Rm = Rhizophora mucronata
Ao = Avicenia officinalis Am = Avicenia marina Aa = Avicenia alba
Pendahuluan Data & Metode Hasil Kesimpulan & Perspektif
0 2 4 6 8 10 12 14 160
5
10
15
20
25
30
35
Mean quadratic trunk diameter (cm)
Plo
t b
asal are
a (
m².
ha
-1)
Plantations, Perancak
Natural mangroves, Perancak
0 2 4 6 8 10 12 14 160
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
Mean quadratic trunk diameter (cm)
Nu
mb
er
of
sh
oo
ts (
#/h
a)
Struktur mangrove yang ditanam vs. alami (data lapangan)
Laju pertumbuhan yang lebih tinggi Stres akibat kompetisi cahaya sejak
tahap awal pertumbuhan?
Pendahuluan Data & Metode Hasil Kesimpulan & Perspektif
Status dan trend evolusi habitat mangrove
Potensi citra multi temporal resolusi spasial tinggi
• Secara keseluruhan, menghijau/tumbuh dinding tambak, sepanjang aliran sungai dan pulau /daratan baru, di luar tambak dan di dalam tambak terbuka tingginya kapasitas mangrove untuk beradaptasi dengan lingkungan yang cepat berubah.
• Walaupun demikian, penanaman dengan sistem monokultur dari genus Rhizophora ≠ spesies asli. Harus dipantau secara hati-hati sehubungan dengan adanya resiko kematian/gagal tumbuh.
• Hasil yang baik dalam membedakan kelas ‘mangrove/non-mangrove’ dengan klasifikasi terbimbing
• Area mangrove yang terfragmentasi di estuari Perancak dapat dimonitor!
o Pemantauan monokultur Rhizophora (umur, pertumbuhan, penambahan luasan) di setiap area tambak yang ditanami.
o Pemantauan revegetasi dinding tambak (penting untuk mitigasi pelepasan CO²).
PEMANTAUAN MANGROVE PADA AREA TAMBAK
Pendahuluan Data & Metode Hasil Kesimpulan & Perspektif
Untuk metode baru penginderaan • Pemetaan spesies mangrove di area estuari Perancak • Interpretasi perubahan spektral mangrove berbasis kondisi fisik lingkungan • Pendekatan tekstur + spektral untuk analisis yang lebih detail mengenai suksesi
hutan mangrove
Untuk mendukung studi ekologi • Bagaimana masa depan kegiatan penanaman Rhizophora?
Silvikultur/silvofisheries? • Kapasitas regenerasi mangrove di area yang terfragmentasi dan di dasar tambak • Kapasitas adaptasi mangrove terhadap perubahan
Pendahuluan Data & Metode Hasil Kesimpulan & Perspektif
KESIMPULAN
• Perlunya pemasangan stasiun pemantauan kualitas lingkungan dan perairan lokal.
• Pengelolaan mangrove yang kita lakukan bisa dipantau lewat satelit. Setiap orang bisa menggunakan Google Earth.
• Saatnya menghentikan praktek-praktek yang tidak lestari. Studi ini menunjukkan pentingnya moratorium terhadap monokultur Rhizophora di area tambak inaktif.
• Pentingnya merevitalisasi tambak inaktif untuk menghindari hilangnya ratusan km² mangrove ~ Perbaikan hidrologi alami.
PERSPEKTIF UNTUK ICZM DI INDONESIA
Pendahuluan Data & Metode Hasil Kesimpulan & Perspektif
• Dibutuhkan pemantauan efek monokultur Rhizophora terhadap fungsi zonasi dan ekosistem di area pantai.