Brassoulis2 Land Use Change Modelling

Modelling Land-Use Change

Achmad R. Wasil, Ainun P.W.

Teknik Geodesi dan Geoma-ka Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian

Ins-tut Teknologi Bandung

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG - 2012

Pemodelan Geogra Teknik Geodesi dan Geoma-ka

Eric F. Lam Enviromental Modelling

Helen Briassoulis, Ph.D. Analysis of Land Use Change

TEKNIK GEODESI & GEOMATIKA INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

Content Pendahuluan Land Use and Land Cover Kompleksitas Penyederhanaan Masalah Simpulan Studi


Pendahuluan

Land Use Cover Change

Dalam studi mengenai perubahan guna lahan (land), definisi lahan tidak selalu serupa dengan definsi lahan pada umumnya. Definisi dan deskripsi mengenai lahan dapat berbeda-beda tergantung dari tujuan dan konteks pemakaiannya. Lahan adalah delineasi area pada permukaan bumi, termasuk di dalamnya segala atribut (penampakan fisik) biosfer baik di atas maupun di bawah permukaan. (FAO, 1995, 6) Lahan merupakan kumpulan bentangan sumber daya alam di profil tertentu dari mulai atmosfer di atas permukaan hingga beberapa meter di bawah permukaan. Sumber daya yg termasuk yaitu iklim, tanah, vegetasi, fauna, dan air . (Wolman, 1987, 646). Lahan adalah ruang. Keutamaan paing utama adalah ruang dimana di dalamnya termasuk topografi, pertanian, dan kandungan mineral, iklim, dan ketersediaan air bersih. ((Hoover and Giarratani, 1984, 131).


Pendahuluan

Penting untuk diketahui, bahwa walaupun pengertian lahan pada umumnya terlihat sama, namun hal yang membedakannya adalah prioritas yang diberikan pada sifat penampakan fisik yang membentuk karakteristik lahan.


Pendahuluan

Perbedaan pengertian ini lah yang menjadikan perbedaan cara dalam pendekatan pada model guna lahan kemudian.


Pendahuluan

Land Use Cover Change

Land Cover : Merupakan hamparan biofisik dari sebagian permukaan bumi termasuk di bawahnya. Menjelaskan mengenai penampakan fisik dari permukaan lahan. (physical state of the land surface)

Seperti biota, tanah, topografi, gunung, hutan, air bawah tanah, dan struktur buatan manusia.

Land Use : Menjelaskan tentang tujuan dari manusia dalam memakai land cover. Guna lahan menjelaskan cara dan tujuan manusia memakai lahan dan sumber yang terkandung di dalamnya. (denotes the human employment of land)

Contohnya , peternakan, perhutanan, mineral extraction, dan tempat rekreasi.


Land Use &Cover

Pengertian guna lahan tersebut, lebih mengacu pada pengertian pada area luas, teritorial scale. Pada urban scale fokus utama terletak pada aspek lain. Guna lahan pada territorial scale, mengacu pada aktivitas dalam mengeksplorasi sumber daya yang terkandung. Lahan > sumber. Guna lahan > Pemanfaatan sumber Guna lahan pada urban scale, tidak menterjemahkan lahan dari potensi produksi & yang terkandung di dalamnya, tetapi lebih menekankan pada potensi yang terdapat pada permukaannya dimana dapat terjadi berbagai aktivitas di atasnya.


Pendahuluan Land Use &Cover

Didapatkan bahwa Land Use dan Land Cover bukan hal serupa, walaupun kedua hal tersebut dapat saling overlap. Perbedaan dapat dilihat:


Land Use &Cover


Pendahuluan

Land Use Cover change

Land Use dan Land Cover Change Pertama, kita harus mengetahui dulu, apa yang dimaksud berubah (change). Pada konsep dasar, perubahan pada land use & cover, yaitu berubahnya luasan area (membesar/mengecil) pada suatu tutupan dan guna lahan. Penting diketahui, besarnya perubahan ini bergantung juga pada skala spasial yang digunakan.

Perubahan pada Land Use & Cover, terdiri dari 2 bentuk: 1. Land Cover Conversion 2. Land Cover Modification


Land Use &Cover Change

1. Land Cover Conversion Yaitu perubahan dari satu jenis penutup lahan ke jenis lainnya.

Cth: forest > agriculture land, agriculture land > built-up land 2. Land Cover Modification Yaitu perubahan pada struktur dan fungsi lahan tanpa merubah jenis tutupan lahan dari satu ke lainnya.

Cth: lahan agricultural (pertanian) ditanami palawija (perkebunan), ini merubah

produktivitas dan kadar biomassa.


Land Cover Change

1. Land Use Conversion Yaitu perubahan dari satu jenis guna lahan ke jenis lainnya.

Cth: natural forest > recreation, cropland> commercial area 2. Land Use Modification Yaitu perubahan intensitas suatu guna lahan beserta karakteristiknya, kemudian beralih secara bertahap kepada guna lahan lainnya.

Cth: Beralihnya guna lahan permukiman berpenghasilan rendah ke real estate

berpenghasilan tinggi. Suburban forest digunakan sebagai sarana rekreasi, namun tutupan lahan tidak berubah.


Land Use Change

Land Cover Change merupakan hasil dari proses alam (pengaruh iklim, erupsi vulkanik, perubahan muka air laut, dll)


Namun, .. Kebanyakan dari Land Cover Change sekarang dan beberapa tahun lalu dikarenakan campur tangan manusia.

Land Use &Cover

Land Use merubah Land Cover dalam 3 cara:(1) Converting it, mengubah menjadi tutupan lahan lain, (2)

modifying it, mengubah kondisi tanpa mengkonversi seluruhnya, (3) maintaining it, melindungi melawan perubahan alam


Land Use &Cover


Land Use Change dan Land Cover Change saling mempengaruhi satu sama lain. LC Change > LU Change Agriculture ke Built-up land (persekolahan). Karena adanya demand akan kawasan sekolah, lahan tani berubah jenis sehingga berubah fungsi pakai. LU Change > LC Change Kawasan Pelabuhan yang pada awalnya digunakan sebagai tempat berlabuh kapal penumpang & barang, seiring waktu berubah menjadi kawasan komersial bahkan kawasan tourist development. Cth: Selat Malaka

Land Use &Cover


Asal mula faktor pendorong perubahan guna & tututpan lahan. 1. Faktor Biofisik Faktor biofosik yaitu karakter dan proses alami dari lingkungan, seperti cuaca, variasi iklim, landform, topography, geomorphic processes, vulcanic eruption, plant succession, soil types and proceses, drainage patterns. 2. Faktor Sosio-ekonomi Meliputi demographic, social, economic, political and institutional factors, and processes such as population and population change, industrial structure and change, technology, family, market, rules, values, community organization and norms.

Land Use &Cover


Faktor utama berkontribusi dalam proses perubahan 1. Human Driving Forces Merupakan kekuatan utama yang merupakan dasar dari kekuatan sosial yang mengubungkan antara manusia dengan alam dan menyebabkan perubahan lingkungan secara global. 2. Human Mitigation Forces Yaitu kekuatan yang menghambat, mengubah atau melawan human driving forces. 3. Proximate Driving Forces merupakan aktifitas akhir yang merupakan hasil gabungan antara interaksi faktor pendorong manusia dan faktor pencegahnya yang secara langsung menyebabkan transformasi lingkungan, baik melalui penggunaan sumber daya alam

Land Use &Cover


Guna lahan dan tutupan lahan dihubungkan melalui proximate causes of change, yang menterjemahkan target manusia dalam guna lahan ke dalam perubahan secara fisik tutupan lahan Perubahan guna lahan yang menyebabkan perubahan tutupan lahan dibentuk oleh human driving yang menentukan arah dan intensitas dari guna lahan (Turner dan Meyer, 1994).

Land Use &Cover

Perubahan ini berdampak penting bagi banyak faktor lainnya seperti:


Biosphere atmosphere interaction Endangered Habitats

Social Grup Vulnerabality Sustainable Source Water & Sediment Flow

Soil Condition

Land Use &Cover


Kompleksitas

Dilihat dari kondisi yang ada, kompleksitas dalam pembuatan model perubahan guna lahan, terdapat dalam :


Kompleksitas

Driving Forces ..

1. Faktor yang mempengaruhi demand yg akan ditempatkan pada

daerah tsb. 2. Faktor yang mengontrol intensitas dari pengelolaan melalui teknologi

3. Faktor yang berhubungan degan akses/ mengontrol penuh sumber daya: politik ekonomi

4. Faktor yang memberi insentif yg memotivasi setia pribadi pembuat keputusan: struktur politik, sikap, nilai.

5. Ketergantungan dari penyebab perubahan guna lahan pada aspek historis, geografis dan lainnya.


Kompleksitas Masalah

Sebagai contoh, untuk mengestimasi penyebab deforestasi dapat disebabkan oleh kombinasi dari beberapa faktor di atas: pertumbuhan penduduk, land hunger, ketidak seimbangan kondisi sosial, hak properti pihak tertentu, kecurangan pada kebijakan pemerintah, perdagangan iternasional, tekanan ekonomi karena hutang negara, dan korupsi pada perhutanan.

Studi menyimpulkan bahwa baik populasi maupun kemiskinan bukan

merupakan penyebab utama perubahan guna lahan di dunia.

Kesempatan dan kendala bagi guna lahan baru disebabkan karena adanya pasar dan kebijakan yang meningkat seiring pengaruh global.


Kompleksitas Masalah


Penyederhanaan Masalah

Beberapa hal yang perlu disepakati sebelum membahas tentang permodelan land use change adalah : (a) Definisi "model (b) Memilih model land use change yangsesuai (c) Kebutuhan dan penggunaan model untuk analisis land use

change.



(a) Definisi Model Representasi formal dari beberapa teori tentang suatu hal (Wilson 1974, 4). Model dapat dianggap sebagai abstraksi, perkiraan realitas yang dicapai melalui penyederhanaan hal yang kompleks sehingga dapat dimengerti dan dianalisa. Teori memberikan kerangka umum terhadap pernyataan yang menjelaskan suatu proses sedangkan model adalah representasi yang ideal dan terstruktur dari dunia nyata (Johnston et al. 1994, 385, 622). Desain eksperimental berdasarkan teori(Harris 1966, 258; Romanos 1977, 135).



(b) Memilih model land use change yang sesuai 1. Pemilihihan model land use change tergantung pada teori yag

digunakan. 2. Pada penerapan model, land (dan land use) sebagai media

konseptual pada suatu wilayah di permukaan bumi. 3. Land use ditandai dengan : area, tidak mobile, relatif stabil pada

daerah pemukiman dan membutuhkan biaya yang besar untuk bentuk lahan



8 Kriteria menentukan klasifikasi model land use change : 1. Deskriptif, jelas, preskriptif, prediksi dan penilaian dampak model 2. Model mikro-ekonomi dan makro-ekonomi, model gravitasi atau

interaksi spasial 3. Model lokal, regional, interregional, nasional dan global 4. Model geo-referenced dan non-geo-referenced 5. Model urban, pertanian, sektor kehutanan 6. Model deforestasi, urbanisasi 7. Statis, model kuasi-statis (atau, quasi-dinamis) dan dinamis 8. Statistik, pemrograman, simulasi dan model terpadu.



Secara umum, terdapat 4 kategori utama : 1. Model statistik dan ekonomi 2. Model spasial 3. Model optimasi, dan 4. Model integral (menyeluruh) 5. Model lainnya



Untuk menyerderhanakan kondisi perubahan guna lahan, dibuatlah model-model yang dapat mengakomodir sifat-sifat sistem tersebut.

Empirical statistical Models Stochastic Models Optimization Models Dynamic Simulation Models



Model empirik-statistik bertujuan untuk mengidentifikasi secara eksplisit penyebab perubahan guna lahan menggunakan analisis multivariate dari potensi pengaruh-pengaruh luar yang berkontribusi pada penyebab perubahan. Teknik multi regresi liner digunakan dalam model ini. Didapatkan model regresi tidak bisa digunakan untuk ekstrapolasi yang panjang(wide-range). Model ini hanya bisa menjelaskan pola pada perubahan guna lahan.

Kesimpulan yang didapat, model regresi merupakan alat utama untuk mengetes keberadaan hubungan antara faktor-faktor penyebab perubahan guna lahan (driving forces) dan perubahan itu sendiri. Model ini tidak tepat untuk prediksi dan bukanlah model spasial


Empirical Statistic Models

Stokastik model pada perubahan guna lahan mengandung probabilitas transisi model menggunakan analisis Rantai Markov yang menggambarkan proses yang berjalan sesaat dalam satu bagian dalam satu set kondisi. Manfaat utama dari analisis rantai Markov terdapat pada keserhanan matematis dan operasional. Data yang dibutuhkan hanya informasi guna lahan terkini. Sifat stokastik pada rantai Markov menutupi variabel-variabel rutin. Oleh karena itu, model ini tidak memiliki banyak daya dalam menjelaskan fenomena. Kesimpulan yang didapat, Probabilitas transisi model hanya dapat memprediksi letak perubahan guna lahan yang akan terjadi pada waktu yang dekat, dalam asumsi-asumsi pada proses. Model ini baik digunakan jika tidak ada informasi mengenai driving forces dan mekanisme perubahan guna lahan diketahui.


Stochastic Models

Banyak pendekatan semacam ini mengacu pada teori sewa lahan yang diprakasai Thunen (1996). Setiap persil lahan, dimodelkan sedemikian sehingga menghasikan nilai sewa tertinggi. Oleh karena itu, perubahan guna lahan merupakan permasalahan pemilik lahan untuk memilih disewakan menjadi apa guna lahan tersebut. Model mengintegrasikan keberagaman spasial dan luasnya objektif pada pelaku guna lahan untuk mendapatkan profit dan utilitas maksimal Kesimpulan yang didapat, Manusia sebagai pelaku perubahan menjadi aspek penting dalam pemodelan ini. Namun, Model optimasi memiliki beberapa keterbatasan, seperti contoh model optimasi yang agak sewenang-wenang dalam mendefinisikan fungsi objektif dan non-'optimal' pada tingkah laku manusia yang seharusnya terdapat perbedaan nilai, sikap, dan budaya.


Optimization Models

Pola perubahan guna lahan dalam ruang dan waktu dihasilkan oleh interaksi antara proses biofisik dan sosio-ekonomi. Dynamic simulation models (berdasar pada proses) telah dikembangkan untuk meniru jalannya proses interaksi tersebut dan mengikuti evolusi yang terjadi. Model simulasi ini menekankan pada interaksi antara semua komponen yang membentuk sebuah sistem. Model tersebut menyingkat dan mengumpulkan kompleksitas ekosistem ke dalam persamaan-persamaan dalam jumlah kecil.

Kesimpulan yang didapat, Model ini tidak sepenuhnya menjadi sistem prediksi, walaupun proyeksi masa depan yang didapatkan dari kondisi dan kecenderungan lahan saat ini dapat secara praktis dilakukan. Namun, model tersebut lebih sebagai alat main untuk memahami dampak ekologi dari perubahan guna lahan. Model tersebut dapat mengetes berbagai skenario perubahan pada pola guna lahan.


Dynamic Simulation Models

Dari setiap model yang dibuat untuk mengakomodir terdapat keterbatasan maupun kelebihan masing-masing. Perlu dikembangkan kembali perpaduan

jenis model yang memperbesar kesamaan dan mereduksi keterbatasan.


Models


Simpulan Studi

Untuk meningkatkan kualitas model perubahan guna lahan dapat dilakukan dengan :

Meningkatkan faktor skala dalam model

Mengikutsertakan proses modifikasi guna lahan Menyertakan aspek keberagaman temporal yang mencakup inovasi teknologi


Simpulan Studi


Mengatasi Masalah Skala

Skala yang digunakan dalam pembuatan model sangat mempengaruhi informasi yang didapat. Pada skala yang mencakup daerah luas (broader scale), besarnya kumpulan data menyebabkan beragamnya situasi dan relasi yang ada, dan terkadang memberikan nilai tengah yang tidak berarti. Prediksi pada skala luas menghasilkan informasi yang tidak akurat khususnya untuk estimasi regional dan lokal, karena pada besarnya kumpulan data menyebabkan kunci dari proses utama itu sendiri (perubahan guna lahan) tertutupi (Turner et al., 1995).

Untuk mengatasi hal tersebut, dibutuhkan pendekatan hierarki baik pada observasi maupun penjelasan proses perubahan guna lahan. Blaike dan Brookfield (1987) menyarankan tingkatan skala dalam pemodelan guna lahan terbagi menjad 4: Local scale, Regional scale, National scale, dan International scale.

1


Memodelkan Intensifikasi Lahan

Seiring dengan persediaan makanan masa depan sebagian besar dari intesifikasi pertanian daripada perluasan pertanian maka banyak model berusaha untuk fokus kepada model konversi guna lahan daripada modifikasi guna lahan. Beberapa model pendekatan menghasilkan hasil yang baik maupun buruk dalam menjawab masalah intensifikasi di beberapa daerah. Namun pada umumnya, dynamic simulation models merupakan model yang lebih baik untuk memprediksi intensitas perubahan guna lahan daripada model empiris, stokastik, atau statis-optimasi model walaupun beberapa model stokastik dan optimasi berguna untuk mejelaskan proses pengambilan keputusan yang dilakukan oleh pemilik lahan.

Kemampuan untuk memprediksi intensitas perubahan guna lahan membutuhkan model proses pengambilan keputusan oleh pemilik lahan.

2


Menyertakan temporal

Banyak pola guna lahan telah dikembangkan dalam konteks jangka panjang, termasuk didalamnya aspek biofosik (iklim, penyakit), aspek ekonomi politik (pasar, fluktuasi harga, kebijakan). Pengambilan keputusan harus mempertimbangkan aspek-aspek multi temporal, yang menghubungkan keputusan jangka pendek (growing season), jangka menengah (kebijakan,harga), acak (perang, intervensi), dan jangka panjang (keberlangsungan sistem sosial dan ekologi).

Sehingga model guna lahan harus dibuat dengan asumsi multi temporal tidak hanya dengan asumsi sekarang dan kecenderungan linear. Sebagai contoh inovasi teknologi merupakan sumber utama dari keberagaman temporal. Hal ini memberikan peranan penting pada pengelolaan perubahan guna lahan dan menjadi tantangan utama.

3

Terima Kasih


Documents

Brassoulis2 Land Use Change Modelling