EKOHIDROLOGI

BAB IV.  DAMPAK HIDROLOGIS  DARI PENGHIJAUAN/DEFORESTASI

4.1 Pendahuluan

Masyarakat pemburu-pengumpul telah tinggal di daerah hutan hujan tropis selama ribuan tahun tanpa merusak hutan (Lea 1975). Meskipun beberapa bagian hutan telah lama dibersihkan untuk pertanian permanen (misalnya dataran aluvial di Asia, yang sebelumnya hutan rawa, dilakukan untuk budidaya padi irigasi), untuk waktu yang lama pertanian yang luas di hutan hujan di seluruh daerah tropis telah dengan "perladangan berpindah", yang juga dikenal sebagai "pertanian babat dan bakar" (Whitmore 1990).

Perladangan berpindah telah diidentifikasi sebagai alasan tunggal yang paling penting bagi hilangnya hutan tropis sebelum tahun 1980-an (Laniy 1982). diperkirakan bertanggung jawab untuk sekitar 35 persen dari seluruh deforestasi di Amerika Latin, sementara angka yang sesuai untuk Afrika dan Asia baca 70 dan 50 persen masing-masing (Hadley Lanly 1983). Jackson (1983) memperkirakan bahwa sekitar 150 juta orang yang terlibat dalam pertanian tradisional di kawasan hutan tropis.

Pada dasarnya, perladangan berpindah terdiri dari penebangan (manual)  dari hutan, biasanya pada awal periode curah hujan sedikit, yang memungkinkan bahan kering, membakar slash tak lama sebelum musim hujan, dan menanam tanaman cepat tumbuh dalam abu ( 3). Setelah satu atau dua tanaman telah dipanen, hasil berkurang dan lahan asli ditinggalkan untuk pertumbuhan kembali hutan (yang disebut "semak belukar"). Para petani kemudian pindah ke bagian lain dari hutan dan siklus diulang. Karena lebih mudah untuk menebang dan membakar hutan sekunder dibandingkan hutan perawan, diulang rotasi pada suatu daerah sering disukai oleh peladang berpindah ke gerakan terus-menerus ke daerah baru (Watters 1971; Scott 1987). Sejumlah variasi pada tema dasar ini dapat dibedakan (Chuasuwan 1985).

Berbeda dengan pandangan yang berlaku beberapa dekade yang lalu (FAO 1957), sekarang lebih kurang diterima secara umum bahwa perladangan berpindah adalah bentuk pertanian yang berkelanjutan di bawah kondisi iklim dan edafis umum daerah tropis lembab, asalkan dipraktekkan dalam batas-batas kemampuan ekosistem untuk regenerasi. Namun, ketika salah satu periode tanam diperpanjang terlalu lama (kecacatan suksesi hutan: Uhl 1987), atau periode semak menjadi terlalu pendek (membatasi penumpukan nutrisi pada tumbuh-tumbuhan yang akan dirilis pada pembakaran), sistem akan berkurang (Zinke et al 1970;. Sanchez 1976; Hatch 1983; Scott 1907) lihat juga Bab 5).

Meskipun hutan tropis mampu memasok sejumlah produk sampingan (lea 1975: Myers 1988a) dan telah melakukannya untuk waktu yang lama, ada perubahan yang cepat dalam cara hutan tersebut dinilai oleh manusia modern. Saat ini, hutan hujan dianggap sebagai sumber utama kayu. Misalnya, sebelum perang dunia kedua, kepentingan relatif dari kayu dan hasil hutan sampingan lainnya diperdagangkan dari Indonesia sebesar 55-45 persen. Hari ini,sebesar 95-5 persen (Whitmore 1990).

Perkiraan tingkat di mana hutan hujan tropis sedang diubah oleh manusia di awal tahun delapan puluhan berkisar sekitar 12 juta ha/tahun, 63 persen di antaranya (7,5 juta ha) dibersihkan, dan sisanya (4,4 juta ha) "selektif "dipanen. Selain itu, 4 juta ha/tahun diketahui dibersihkan hampir pada musiman tropis (Lanly 1982).Angka-angka ini Mungkin konservatif dengan laporan nasional untuk FAO yang mungkin telah lebih optimis. Selain itu, kebakaran hutan besar yang terjadi di Kalimantan pada Agustus - Oktober 1982 dan pada bulan Maret - Mei 1983 (merusak lebih dari 4 juta ha (sebagian bekas) hutan, Malingreau et al 1985.) Dan pembakaran yang disengaja dari 16 juta ha (!) hutan di sepanjang pinggiran Amazonia selatan pada tahun 1987 dan 1988 untuk pembentukan padang rumput (Whitmore 1990) tidak termasuk dalam perkiraan keseluruhan.

Penyebab dan pola pembukaan hutan sangat bervariasi antar daerah dan analisis lengkapnya adalah di luar cakupan laporan ini (lihat ikhtisar oleh Myers 1980; Lanly 1982; Whitmore 1990). Sekarang citra satelit menjadi lebih banyak tersedia, peluang untuk pemantauan yang memadai dari tingkat penghapusan hutan meningkat (Myers 1988b). Laporan terbaru mengenai situasi lokal atau regional termasuk oleh Gentry & Vasquez (1988) (Pezuvian Amazon), Fediuside (1987) (Braziliali Amaree), Malingreau & Tucker (1988) (tenggara Brazil), Eyre (1987) (Jamaika), Sader & Joyce (1988) (Kosta Rika), Pullan (1988) (Afrika Barat), Hirsch (1907) (Thailand), Quinnell & Balmford (1988) (Filipina) dan Smict (1989) (Indonesia).

Seperti yang dijelaskan sebelumnya, pendeskripsi mengartikan istilah umum "deforestasi" sebagai perubahan dari penggunaan lahan dan setiap hal ini perlu didefinisikan dengan baik (Bruijnzeel 1986, Hamilton 1987). Dalam bab selanjutnya, ada tiga tingkat intensitas gangguan hutan, yaitu  tingkat rendah, menengah dan tinggi (Jordan 1985), akan dibedakan ketika membahas dampak lingkungan dari "deforestasi". Intensitas gangguan rendah  (terutama dibahas dalam Bab 5) mencakup skala kecil dan berumur pendek seperti pohon rebah alami dan sedikit pembukaan lahan. Terlepas dari yang telah disebutkan seperti : kebakaran hutan, pembabatan dan pembakaran lahan pertanian, umumnya menghasilkan efek baik  sementara, sedangkan tebang pilih hutan dapat digolongkan sebagai gangguan (paling kecil) intensitas menengah, tergantung pada volume kayu yang ditebang dan Jenis peralatan yang digunakan (Horne & Gwalter 1982; Pelat 4-8).

Penebangan sebagian kayu dari tegakan hutan dapat diartikan sebagai hasil perbedaan jumlah variabel yang berukuran  besar (Jordan et al. 1985). Karena umumnya  teknik penebangan modern sangat mekanis, kegiatan semacam itu berdampak terhadap akses jalan saradan dan taksiran pendaratan, dengan demikian sebagian besar dari wilayah yang akan didata akan menjadi terganggu (Burgess 1971, 1975). Seringkali, tata letak, konstruksi dan pemeliharaan jalan logging, dll.  Bekas trek selip dan pendaratan buruk mungkin tetap dipadatkan selama bertahun-tahun (Malmer & Grip 1990, Van der Plas 1990) akan mempengaruhi limpasan dan pola regenerasi (Pelat 6 dan 7) Dengan demikian, penebangan selektif biasanya harus diklasifikasikan sebagai gangguan intensitas sedang, karena setidaknya  penebangan dan ekstraksi pohon-pohon besar dapat menyebabkan begitu banyak kerusakan disekitar vegetasi dan  kemungkinan untuk kembali tumbuh terlalu lama, dan  lambat menguntungkan untuk eksploitasi lebih lanjut (Burgess 1971; De Graaf 1986). Akhirnya, membuat jalan hutan bekas tebangan lebih mudah diakses oleh pemukim, pemburu, dll, sehingga lebih lanjut meningkatkan risiko degradasi (Wyatt-Smith 1987).

Umumnya, hutan yang mengalami gangguan seperti disebutkan di atas, dapat pulih ke keadaan sebelumnya jika dibiarkan begitu saja untuk jangka waktu yang cukup lama (Saldarriaga 1987; Riswan & Kartawinata 1988). Jelas, hal ini tidak terjadi ketika hutan dikonversi menjadi lahan pertanian permanen (penggembalaan, pemanenan, hutan tanaman industri atau hutan produksi dan ini semua harus diklasifikasikan sebagai gangguan intensitas tinggi.  Pembukaan lahan hutan dapat dilakukan dengan berbagai cara yang berbeda, masing-masing ditandai dengan tingkat gangguan lahan tertentu. Couper et al.(1981) membandingkan efek dari beberapa metode pembukaan hutan, mulai dari slash tradititional, pembukaan lahan dengan cara membakar dan pengguna modern (menggunakan gergaji) untuk teknik sangat mekanis, dalam hal jam kerja dan pengeluaran energi, sedangkan LA1 (1981) melaporkan tingkat erosi permukaan terkait dengan berbagai teknik yang sama-sama diamati. Meskipun metode pembukaan hutan dengan metode yang diteliti cukup lama dan mahal, pembukaan hutan setelah tahun pertama menimbulkan erosi tanah sebesar 0,4 t ha tahun (LA1 1981). Sebaliknya, pembukaan hutan dengan cara crawler traktor dengan pisau geser terpasang, meskipun paling cepat dan ekonomis, menimbukan tingkat erosi hampir 4 t/ ha/tahun.  Kemudian, traktor crawler dengan pohon pusher / root, lebih mahal untuk digunakan daripada yang dilengkapi dengan pisau geser saja dan menghasilkan tingkat erosi lebih dari 15 t/ ha/ tahun.  Semua nilai diatas untuk pertanian tanpa olah tanah pada tahun pertama setelah pembukaan hutan (Couper et al 1981;.LA1 1981).

Demikian pula, Van der Weert (1974) dan Seubert et al.(1977) menarik perhatian pada efek negatif dari pembukaan hutan secara mekanik terhadap produksi pertanian pada perkembangan akar, terutama melalui peningkatan pemadatan tanah. Baru-baru ini, percobaan dari Dias & Nortcliff (1985a) mengungkapkan hubungan yang erat antara jumlah traktor melewati tanah Oxisol dan derajat yang dihasilkan dari pemadatan di daerah Amazonia.  Uhl et al.(1982, 1988b) melaporkan pembukaan hutan dengan menggunaan buldoser menimbulkan regenerasi alami pada jenis tanah Podzols dan Oxisols di daerah Amerika Latin. Meskipun tidak ada keraguan bahwa metode pembukaan hutan secara manual lebih baik daripada  metode pembukaan hutan secara modern dalam hal kerusakan pada lantai hutan (Dias & Nortcliff 1985b), seringkali akan ada pilihan selain menggunakan cara-cara mekanis . Namun, seperti yang dijelaskan oleh Couper et al.(19.811, membuka lahan baru untuk tujuan  budidaya seharusnya tidak dilakukan melampuai batas,mungkin  walaupun ada yang beranggapan "murah", karena pendekatan ini juga dapat mengakibatkan kerusakan permanen pada tanah. Kemudian keuntungan dari jangka pendek lebih diimbangi oleh biaya yang diperlukan untuk mengembalikan atau mempertahankan produktivitas tanah dalam jangka panjang (Van der Weert 1974; Seubert et al 1977;.. Ollagnier et al 1978).

Martin (1970) dan Van der Weert (1974) telah memberikan sejumlah saran sederhana tentang bagaimana kerusakan tanah selama pembukaan hutan dapat diminimalisir. Ini termasuk pilihan operasi yang tepat waktu (lebih baik selama masa tingkat kelembaban tanah yang rendah sebagai tanah basah lebih mudah untuk kompak), penggunaan peralatan tree-pushing/root menghindari dari  (yaitu : sisa ujung akar yang membusuk), dan meminimalkan jumlah traktor melewati selama windrowing dengan mengoptimalkan jarak antara windrows dan membakar slash sebelum windrowing. Menanam tanaman disekitar windrows dengan pengurangan jarak  windrow seharusnya tidak mempengaruhi aksesibilitas di dirikannya perkebunan baru . Couper et al.(1981) menekankan pentingnya mempekerjakan operator traktor terampil karena buldoser pada awalnya dirancang untuk membuka hutan  daripada memindahkan tanah . Selain itu, metode penajaman traktor pisau geser sangat sering meningkatkan efisiensi. Asalkan semua tindakan peringatan atas diambil, Couper et al.(1981) membuka hutan dengan pisau geser perlu diperhitungkan untuk memberikan hasil  yang cocok dan berkelanjutan di masa depan.  Meskipun Sky-line logging (juga disebut "high-lead yarding") telah terbukti mampu meminimumkan gangguan permukaan di medan terjal (Pearce & Griffith 1980; pelat 81, tingkat kerusakan pada sekitar vegetasi pohon ang dipanen membuat teknik ini lebih cocok untuk digunakan dalam penebangan dibandingkan cara tebang pilih. Berikut ini, efek parsial dari perubahan hutan menyeluruh dan penanaman kembali  berpengaruh pada iklim (terutama curah hujan; bagian 4.2), hasil air (bagian 4.3) dan distribusi musiman (bagian 4.4) serta pada produksi sedimen akan disajikan secara rinci (Bagian 4.5).

Perbedaan kondisi iklim mikro disekitar lahan  hutan hujan tropis dan pembukaan lahan besar terdokumentasi dengan baik (lihat Richards (1952) dan Schulz (1960) pembahasan awal sangat baik untuk di diskusikan ; Pinker 1980; Lawson et al 1981; Ghuman LA1 & 1987). Secara umum, kondisi sekitar permukaan dalam pembukaan hutan jauh lebih keras daripada di dalam hutan, terutama dengan insolation lebih besar, suhu maksimum lebih tinggi, defisit tekanan uap dan suhu tanah yang lebih tinggi, sehingga  penguapan ke atmosfer sangat meningkat (Gambar 13). Ekologi langsung (misalnya dekomposisi bahan organik, mikroba dan aktivitas fauna tanah dll) dan tempat hidrologis (misalnya karakteristik infiltrasi lapisan tanah atas dan erodibilitas) konsekuensi telah dibahas panjang lebar oleh LA1 (1987).

Namun, evaluasi perubahan iklim disebabkan oleh pembukaan hutan memerlukan perbandingan kondisi iklim mikro di atas lahan yang baru dibuka dengan yang berada dibagian atas kanopi hutan bukan di dalam hutan (Thompson & Pinker 1975; Shuttleworth dkk 1985). Seperti yang ditunjukkan oleh Schulz (1960) dan Thompson & Pinker (19751, suhu dan defisit tekanan uap yang diterjadi di atas kanopi hutan hujan sama dengan yang menutupi ketinggian pada pembukaan lahan besar  (lihat Gambar 13). Walaupun perbedaan besar mungkin ditemukan lebih dekat ke permukaan tanah (Thompson & Pinker 1975; Pinker 1980). Terdapat perbedaan penting dalam karakteristik radiasi diperlihatkan oleh kanopi hutan hujan dan berbagai jenis permukaan lainnya. Hutan hujan tropis biasanya memantulkan sekitar 12 persen dari radiasi gelombang pendek (Oguntoyinbo 1970; Pinker et al 1980;.. Shuttleworth et al 1984) sementara jumlah yang sesuai untuk pembukaan lahan berumput mendekati 15 persen (Pinker et al 1980.) atau bahkan 20 persen dalam berbagai kasus tanaman pertanian (mencakup perairan padang rumput, Mont & y 1986). Oleh karena itu, partisi yang berbeda dari energi yang tersedia antara pemanasan dari batas lapisan (yaitu panas yang masuk akal) dan penguapan (yaitu panas laten) yang diharapkan atas konversi hutan  tropis menjadi padang rumput atau tanaman pertanian, karena perbedaan dalam mengurangi kapasitas kelembaban tanah selama musim kering (Shuttleworth 1988a). Pada gilirannya, jika ini dilakukan atas area yang cukup luas, dapat mempengaruhi pola sirkulasi lokal dan udara regional oleh karena curah hujan (Salati & Vose 1984; Mont & y 1986; Dickinson & Henderson-Sellers 1988; Shukla et al 1990;. lihat di bawah). Jika hutan digantikan oleh vegetasi jenis dengan radiasi dan karakteristik penguapan hampir sama, seperti perkebunan kelapa sawit atau karet, mungkin efeknya akan jauh lebih sedikit (Monteny 1986).

Dengan demikian, tidak cukup menggambarkan bahwa sangat penting untuk menyatakan sifat ketika membahas hal-hal "deforestasi"  (Hamilton 1987).  Masalah pengaruh yang diberikan oleh vegetasi hutan pada jumlah curah hujan yang diterimanya telah disampaikan pada bagian 2.3.1. Dua pendekatan yang berbeda oleh peneliti telah mencoba untuk menyelesaikan pertanyaan, yang bisa disebut pendekatan "langsung" dan "tidak langsung" . Rangkaian analisis curah hujan dan data vegetasi yang telah digunakan dan yang kedua menggunakan simulasi komputer.  Hasil yang diperoleh dengan kedua metode ditinjau di bawah ini.  Bukti  curah hujan menurun pada satu atau beberapa stasiun pengukuran di daerah tropis berlimpah dalam literatur dan sering dianggap berasal bersamaan "deforestasi" (banyak contoh dilihat Meher-Homji 1988). Sayangnya, banyak dari analisis ini tidak dapat dianggap sangat ketat dalam bahwa baik jumlah alat pengukur atau periode pengamatan diperhitungkan terbatas.Selain itu, pertimbangan sinoptik jarang dimasukkan dalam analisis (lih. Dickinson 1980). Mooley & Parthasarathy (1983) meneliti terjadinya curah hujan tahunan di atas dan di bawah rata-rata antara 1871 dan 1980 untuk 306 stasiun di seluruh benua India.Mereka tidak mampu mendeteksi tren atau osilasi yang secara statistik signifikan dan menyimpulkan bahwa selama periode yang total curah hujan tahunan pertimbangan atas India dibagikan secara acak dalam waktu.Meskipun bisa dikatakan bahwa sebagian besar stasiun yang digunakan dalam analisis ini telah kehilangan hutan mereka menutupi lama (Meher-Homji 1988), terjadinya tahun yang sangat basah atau kering tampaknya terkait dengan sejauh mana depresi yang mampu menembus benua itu ke arah barat.Tahun basah menunjukkan proporsi jelas lebih tinggi dari depresi bergerak ke barat dari 80 'EL (Mooley & Parthasarathy 1983).

Selain itu, distribusi curah hujan regional di India tampaknya sangat terkait dengan lokasi "truf monsun", zona tekanan yang relatif rendah yang biasanya membentang antara Bengal Selatan dan Rajasthan (Ramaswamy 1962). Palung mungkin bergeser ke arah kaki bukit Himalaya, menghasilkan penurunan tajam dalam curah hujan dibagian selatanu (yaitu di atas benua) dan peningkatan curah hujan yang berbeda di atas Himalaya (Dhar et al. 1982).Ini disebut "istirahat" di musim hujan yang terbukti terjadi sekitar tiga kali lebih sering selama "kekeringan" tahun daripada selama "banjir" tahun, sedangkan rata-rata lama "istirahat" adalah dua sampai tiga kali lebih tinggi pada musim kemarau juga (Mooley & Parthasaraty 1983).  Atas fenomena yang bisa menjelaskan sejumlah pengamatan penurunan curah hujan secara lokal dikutip Meher-Homji (1988) tetapi tidak terus-menerus tren jangka panjang seperti yang dijelaskan untuk dataran tinggi Sri Lanka oleh Madduma Ulasan Bandara & Kuruppuarachchi (1988) (ca. 500 mm tahun-l antara 1878 dan 1970 di daerah di mana sebagian besar hutan telah dikonversi selama bertahun-tahun menjadi perkebunan teh.

Sebenarnya, Werner (1988), membahas kembali kerusakan hutan yang sama di daerah pegunungan setelah kekeringan yang parah pada tahun 1976, sekitar 1984 melaporkan bahwa telah terjadi total curah hujan lebih tinggi dan keberadaan hutan dalam masa pemulihan. Karena ET dari perkebunan teh adalah tidak dramatis lebih rendah dari hutan pegunungan (Blackie 1979b, Tabel 4), penurunan curah hujan di atas hampir tidak dapat dikaitkan dengan perubahan penggunaan lahan saja, Madduma Bandara & Kuruppuarachchi 1988).  Sebaliknya, seseorang harus memikirkan perubahan dalam gerakan palung khatulistiwa (lih.Arulanantham 1982). Jelas diperlukan analisis statistik  jangka panjang tentang catatan curah hujan untuk stasiun perwakilan  dalam kaitannya dengan data tutupan vegetasi.  Idealnya pekerjaan tersebut harus mempertimbangkan situasi sinoptik.  Diperdebatkan, data dari daerah dengan tingkat  "deforestasi" yang relatif tinggi  seperti Pantai Gading, Kosta Rika, Thailand atau Sumatra (Jackson 1983) dapat digunakan dalam analisis tersebut.

Fleming (1986) tren waktunya dianalisis dari total curah hujan tahunan untuk 10 stasiun di Costa Rica dengan catatan berkisar antara 28 dan 95 tahun. Pada daerah rendah menunjukkan penurunan curah hujan sedangkan hampir semua stasiun di daerah perbukitan menunjukkan peningkatan, meskipun peningkatannya secara statistik tidak signifikan. Fleming (1986) membuat hipotesis bahwa hutan konversi semi-gugur di dataran rendah bagian barat di padang rumput dan lahan kering sirkulasi masa udaranya berubah, menjadi menarik untuk meneliti apakah dalam jangka panjang ada tren dalam variasi spasial di bawah sinar matahari serta melihat apakah pola tutupan awan (misalnyamenggunakan citra satelit) telah berubah dengan sendirinya.

Tangtham & Sutthipibul (1989) membandingkan data regional rata-rata jumlah curah hujan dan kejadian hujan untuk 36 stasiun di timur laut thailand dengan perubahan tutupan hutan selama periode 1951-1984. Dari tahun ke tahun tidak ada hubungan apapun antara parameter hujan dan persentase tutupan hutan yang tersisa, meskipun tital curah hujan tahunan umumnya men unjukkan tren negatif . namun, ketika curah hujan tahunan dinyatakan sebagai “lo-year” berkolerasi negatif secara signifikann dengan sisa kawasan hutan, semntara kolerasi positif ditemukan antara yang terakhir dan jumlah hari hujan. Dengan kata lain, hujan cenderung menjadi lebih sering dan lebih kecil, meskipun Thangtham dan Sutthipibul (1988) menunjukkan bahwa efek dari deforestasi  masih dalam satu standar deviasi dari rata2 dari masing2 waktu.

Ada tren yang berlawanan, hujan tidak lebat tapi intensitas lebih lama, oleh karena itu disarankan untuk melakukan pengamatan jangka panjang curah hujan harian di daerah perkebunan karet milik swasta di semenanjung malaysia (UNESCO 1978).

Untuk Pendekatan secara tidak langsung (simulasi menggunakan komputer dari efek iklim dari perubahan penggunaan lahan) untuk menghindari masalah variabilitas sapsial dan temporal yang tinggi di daerah hujan tropis.

Penelitian Henderson –Sellers (1987)  dianggap sebagai perkiraan yang realistis dari efek iklim dari daerah tropis yang terdeforestrasi “hampir mustahil” untuk dua alasan utama ( 1). Kurangnya data yang didapat tentang sifat dan luasnya deforestasi dan( 2) keterbatasan simulasi model dan kekurangan dalam metodologi statistik untuk interpretasi hasil yang diperoleh oleh peneliti. Dan hasilnya pun  menjadi agak kontradiktif.

Misalnya perubahan suhu mengalami penurunan sekitar 0,5 OK, sedangkan perubahan curah hujan tahunan peningkatannya berkisar 75 mm (Lattau dkk 1979) untuk pengurangan sekitar 200 6 230 mm (Henderson-Sellers & Gornitz 1984;Potter dkk 1975) atau 100 sampai 800 mm (tergantung pada lokasi;Wilson (1984).meskipun hasilnya berbeda2beda, hal ini jelas bahwa setidnya hasil yang diperoleh untuk perubahan suhu tidak sesuai dengan nilai-nilai yang diamati. Henderson-sellers menyimpulkan bahwa kedua stasiun parameter (LSP) dan model sirkulasi global (GCM) membutuhkan perbaikan.

Sejak tulisan Henderson-Sellers ditulis (akhir 1984/awal 1985) dua alat LSP canggih, yaitu BATS (Biosphere-Atmosphere Transfer) telah tersedia dan langsung dikalibrasi untuk hutan hujan tropis. Kalibrasi dilakukan dengan menggunakan luas mikro-metereologi dan data fisiologis tanaman yang tersedia untuk hutan Ducke di Amazonia, dan menunjukkan keunggulan dari LSP .

Pada model site soil-vegetasi (yaitu LSP ) mungkin ditambahkan ke dasar sejumlah daerah jaringan di dalam GCM dan denganmengubah LSP untuk hutan, anggaplah terdegradasi menjadi padang rumput, efek perubahan iklim dari konversi yang disimulasikan.

Penelitian sebelumnya terkonsentrasi pada efek perubahan penggunaan lahan di albeldo dan atau kekasaran permukaan (hutan membuat turbulensi yang lebih besar daripadab padang rumput)pada daun dan suhu tanah, limpasan dan air tanah, curah hujan bulanan. Suhbu udara setelah dikonversi biasanya naik 1-3 Okdan suhu tanah 2-5 OK (Dickinson & Henderson-Sellers 1988) yang harus dianggap sebagai perbaikan besar dibandingkan dengan hasil yang dikutip sebelumnya pada bagian ini.

Dickinson & Henderson-Sellers (1988)  juga menemukan bahwa penguapan berkurang (sampai 50 persen) dan curah hujan (sekitar 20 persen) serta perpanjangan musim kemarau setelah konversi itu. Namun, sejak GCM menunjukkan kelemahan dalam simulasi dari tingkat dan durasi dari awan konvektif  (Shuttleworth et al. 1990), hasil ini harus dilihat dengan hati-hati.

Keberhasilan dalam kalibrasi SIB untuk hutan hujan tropis membuka kemungkinan untuk perkiraan yang lebih realistis dari pengaruh iklim dari konversi besar besaran hutan Amazon menjadi padang rumput. Menggunakan GCM dari resolusi yang relatif tinggi dan mensintesis suatu LSPuntuk degradasi padang rumput dari literatur. Shukla dkk (1990) melakukan simulasi selama 13 bulan. Hasilnay diringkas dalam Gambar 14.

Tergantung pada lokasinya, diperkirakan kenaikan suhu udara dan tanah yang hingga 2,5 dan 3,5 derajat celcius, sedangkan evaporasi berkurang sebesar 30 persen (lihat gambar 14). Penurunan curah hujan tahunan 640 mm dan di ET hampir 500 mm, itu menunjukkan bahwa adanya perubahan dalam sirkulasi atmosfer yang diakibatkan oleh konversi.

Hasil percobaan Shukla dkk (1990) menunjukkan bahwa kompensasi semacam ini tidak mun gkin terjadi. Model ini harus diselesaikan oleh ekperimen tambahan dan dibandingkan dengan prediksi dari model lainnya. Jika itu nyata, bagaimanapun konsekuensi  ekologis akan sangat luar biasa. Seperti yang ditunjukkan oleh Salati &Vose (1984) saat ini seperti pengalaman sebelumnya periode kering di pusar Amazonia adalah ekosistem maksimumnya. Setiap perpanjangan musim kemarau akan meningkatkan bahaya kebakaran serta mempengaruhi sejumlah interaksi antara tanaman dan hewan yang pada gilirannya dapat menyebabkan irreversibel perubahan vegetasi.  Penurunan ET bisa saja dikompensasi oleh peningkatan fluks kelembaban.

Meskipun simulasi oleh Shukla dkk (1990) adalah yang paling canggih sampai saat ini, tidak boleh dilupakan bahwa LPS untuk padang rumput dan semak belukar yang digunakan dalam penelitian ini adalah berdasarkan data dari literatur. Jelas, penggunaan nilai-nilai lain yang memiliki karakteristik lebih penting seperti karakteristik permukaan sebagai koofesien refleksi dan kapasitas air tanah mungkin akan menghasilkan hasil yang berbeda.

4.3 Efek pada produksi air

Peran hutan lainnya adalah bahwa kompleknya tanah hutan, akar dan sampah berfungsi sebagai spons untuk menyerap air selama masa hujan dan melepaskannya secara merata selama periode kering. Meskipun tanah hutan umumnya memiliki infiltrasi yang lebih tinggi dan kapasitas penyimpanan dari tanah dengan bahan organik yang kurang, air ini biasanya sering dikonsumsi kembali oleh hutan ketimbang digunakan untuk mempertahankan debit sungai (lihat tabel 1). Selain itu jumlah yang cukup dari air hujan (sampai 35 per persen, bagian 2.3.4) dapat di sadap oleh kanopi hutan tropis dan diuapkan kembali ke atmosfer.

Ketika dihadapkan dengan masalah efek konversi hutan terhadap debit sungai akan sangat membantu untuk membedakan antara efek pada produksi air  dan aliran sungai (distribusi aliran musiman).  Bagian ini merangkum apa yang diketahui tentang benntuk sedangkan bagian 4.4 akan membahas aspeknya secara rinci. sebelum menguji informasi yang tersedia mengenai pengaruh perubahan penggunaan lahan di daerah tropis dalam menghasilkan air, memerlukan sedikit komentar metodologis seperlunya.

Hanya dengan membandingkan debit sungai total untuk daerah resapan dengan tipe penggunaan lahan dapat menyebabkan kesimpulan yang salah karena akan ada kemungkinan perbedaan kebocoran tangkapannya (bagian 2..3.3.). sebagai contoh, Richardson (1982) menemukan hasil tangkapan air lebih kecil didaerah tutupan dengan pegunungan hutan hujan dan tanaman perkebunan pinus caribaea di  Jamaica berbeda sekitar 150 mm/tahun. Namun, nilai-nilai yang sesuai untuk ET yang tidak sesuai dengan apa yang telah dilaporkan untuk hutan yang sama di tempat lain sekitar 700 mm (Tabel 21, menunjukkan kebocoran tangkapan yang cukup besar). Demikian pula aliran dari perkebunan Eukaliptus berumur 50 tahun di dataran tinggi madagaskar adalah 210 mm/tahun. Karean tangkapan  eukaliptus jauh lebih kecil dari hutan hujan tsb, maka terjadi total debit sungai secara konsisten lebih rendah daripada yang lebih besar dengan vegetasi yang sama (Bailly dkk, 1974), masih harus dilihat sejauh apa perbedaan dalam aliran yang mencerminkan efek vegetasi atau bukan perbedaan dalam kebocoran tangkapan.

Faktor lain yang menyulitkan dalam evaluasi dari efek hidrologi dari transformasi tutupan lahan di daerah tropis. Selain itu adalah variasi spasial yang besar dalam curah hujan untuk hutan basin.

Suatu cara yang efektif untuk mengatasi beberapa masalah ini adalah dengan apa yang disebut  “pemasangan metode tangkapan” pada dasarnya , teknik ini melibatkan dari hidrologi perbandingan dua DAS atau lebih yang ukuran, geologi, lereng, paparan dan vegetasi yang mirip , dan letaknya dekat antara satu dengan lainnya : sebagai kontrolnya (dibiarkan tidak berubah).

Cara yang efektif untuk mengatasi masalah-masalah di atas disebut dengan paired chatcment method (metode tangkapan berpasangan). Pada dasarnya cara ini membandingkan kondisi tata air dua atau lebih daerah tangkapan (DAS) dengan karakteristik yang mirip dari segi/faktor luas, batuan (geologi), kelerengan, tutupan lahan dan vegetasi, dengan pendekatan pada masing-masing DAS: satu sebagai kontrol (dibiarkan tanpa perlakuan) dan dengan perlakuan (eksperimen / treatment) terhadap sungai (Roche 1981; Hewlett & Fortson 1983). perbandingan dilakukan selama fase kalibrasi (kemungkinana dilakukan selama beberapa tahun, tergantung dengan curah hujan (Kovner & Evans, 1954) dan selama masa perlakuan (treatment) dengan melihat dampak dari perubahan tutupan lahan (Gambar 15). Tingkat dimana regresi linier yang menghubungkan aliran dari dua DAS (didapatkan pada periode kalibrasi) berubah setelah perlakuan adalah dengan pengukuran terhadap dampak yang terakhir. Waktu yang dibutuhkan dari tipe eksperimen ini dapat dengan mudah mencakup satu dekade di kasus-kasus tertentu (kalibrasi, pembersihan, penyiapan area, penanaman, pematangan vegetasi baru). Selain itu, hasil bisa didapatkan lebih di area yang lebih spesifik disebabkan oleh kondisi geologi dan pedological. Oleh karena itu, beberapa tahun terakhir telah terjadi peningkatan tren untuk menduga perubahan tata air (hidrologi) yang disebabkan oleh alih fungsi lahan di daerah tropis dengan menggunakan model-model yang cukup baik mengolah data yang didapatkan dalam waktu yang relatif singkat tetapi dengan periode pengukuran yang intensif. Bosch & Hewlett (1982) mereview hasil-hasil sejumlah hampir ratusan eksperimen yang dilakukan pada dau sungaidi seluruh dunia termasuk beberapa dari daerah-daerah tropis untuk menentukan dampak dari pemusnahan vegetasi atau modifikasi terhadap ketersediaan air sungai. . mereka menyimpulkan bahwa “tidak ada eksperimen yang menunjukkan bahwa pengurangan vegetasi dapat menurunkan ketersediaan air dan tidak juga dengan meningkat meningkatkan luas tutupan lahan dapat meningkatkan ketersediaan air.

Dengan kata lain, hilangnya tutupan hutan menyebabkan debit sungai yang meningkat dan reboisasi lahan terbuka umumnya mengarah ke penurunan debit sungai secara keseluruhan. Tabel 4 merangkum data-data yang saat ini terbit sehubungan dengan dampak perubahan tutupan lahan terhadap produksi air di daerah tropis lembab, termasuk beberapa contoh dari daerah subtropis. Sebagian besar data didasarkan pada percobaan yang dilakukan di sepasang DAS (lihat catatan kaki untuk lebih jelasnya). Hasil telah diurutkan sesuai dengan elevasi situs, dimulai dengan di hutan dataran rendah dengan tingkat gangguan yang rendah (no. 1 - 3 ), diikuti oleh berbagai jenis konversi di daerah dataran rendah (no 4-7) dan di area / medan yang lebih tinggi (no. 8-15). Lima penelitian terakhir (No. 16 - 20) menguraikan dampak dari kegiatan reboisasi, pembakaran dan semak belukar.

Beberapa kesimpulan yang di dapat dari Tabel 4 adalah:

1.      Kegiatan pemanenan secara hati-hati akan berdampak kecil (jika ada) terhadap aliran, sedangkan peningkatan dampak terjadi jika jumlah kayu yang dimusnahkan juga besar

2.      Rangkaian data dari daerah tropik basah mendukung pendapat yang disampaikan oleh Bosch & Hewlett (1982) bahwa memusnahkan tutupan hutan alam bisa menghasilkan sedapat mungkin peningkatan ketersediaan air (lebih dari 800 mm/tahun; bisa lebih tinggi dari curah hujan sekitar: No. 4) tergantung pada jumlah hujan yang diterima setelah perlakuan (no 1, 2, 5, 8, 12)

3.      Berdasarkan pola curah hujan, terdapat penurunan yang tidak teratur pada jumlah aliran dengan lamanya waktu pembentukan tutupan baru (No. 2, 5, 8) belum ada data yang

4.      dipublikasikan terkait waktu yang dibutuhkan untuk pemulihan aliran sebelum pemotongan dalam hal ini pertumbuhan alami; berdasarkan hasil yang ada di no. 11, hal ini mungkin membutuhkan lebih dari 8 tahun pengerjaan

5.      Ketersediaan air setelah pematangan vegetasi baru mungkin tetap berada di atas total debit sungai sebelumnya dalam kasus perubahan tahun tanam (No. 7, 14 ), padang rumput (No. 4, 6, 12, 15 dengan peningkatan yang lebih besar dalam kondisi basah) atau perkebunan teh (no. 13), kembali ke level asli (secara keseluruhan ditutupi oleh tanaman pinus no. 14 ) atau tetap di bawah nilai sebelumnya (reboisasi padang rumput dengan pinus atau eukaliptus No. 18-20); semak belukar dari eukaliptus setelah sepuluh tahun menyebabkan pengurangan lebih besar selama dua tahun (no. 18)

6.      Pembakaran lahan berupa alang-alang mungkin dapat meningkatkan aliran (No. 19, Loudetia, Aristida) atau mengurangi aliran (No. 15, Imperata) dalam kasus ini penyebab utama karena peningkatan yang terjadi pada badai (kebakaran setiap tahun), dan pada akhirnya kaitannya dengan peningkatan serapan air secara cepat selama dan setelah pemulihan permukaan tanah