PENGARUH EROSI TANAH PADA DINAMIKA KARBON DI DUNIA(INFLUENCE OF SOIL EROSION ON CARBON

DYNAMICS IN THE WORLD)

Penulis / Alih Bahasa

Nama : Merza Rahmawati, S.P.

NPM : 1020011003

Program Studi : Magister Ilmu Lingkungan

Mata Kuliah : Pengelolaan Sumber Daya Alam dan Lingkungan

Dosen : Prof. Dr. Ir. Irwan Sukri Banuwa, M.Si.

PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU LINGKUNGANFAKULTAS PASCASARJANA

UNIVERSITAS LAMPUNGBANDAR LAMPUNG

2010

PENGARUH EROSI TANAH PADA DINAMIKA KARBON DI DUNIA

(INFLUENCE OF SOIL EROSION ON CARBON DYNAMICS IN THE WORLD)

Rattan Lal

ISI

3.1. Pendahuluan

3.2. Karbon Organik Tanah

3.3. Degradasi Tanah dan Perubahan Iklim

3.4. Erosi tanah dan Dinamika Karbon

3.5. Nasib Karbon Tanah yang Tererosi

3.5.1. Sedimentologis Menampilkan Deposisi Karbon Tanah yang

Tererosi

3.5.2. Ilmuwan Tanah Menampilkan Nasib Karbon yang Terangkut oleh

Erosi

3.6. Erosi Terinduksi Emisi Global dari Karbon

3.7. Rangkuman dan Kesimpulan

3.1. PENDAHULUAN

Peningkatan konsentrasi karbondioksida pada atmosfer (CO2) dan gas rumah kaca

(GRK) selama abad kedua puluh (IPCC, 2001), terkait dengan observasi dan

proyeksi perubahan iklim, telah memberitahukan keprihatinan mengenai sumber

dan rosot dari gas ini. Perubahan penggunaan lahan dan bahan bakar fosil terkait

dengan perubahan iklim, yang didefinisikan sebagai "perubahan iklim yang

disebabkan aktivitas manusia yang mengubah komposisi atmosfer global".

Permukaan rata-rata suhu global telah meningkat sebesar 0.6 ± 0.2° C sejak tahun

1980 (IPCC, 1995; 2001), yang disebabkan peningkatan antropogenik beberapa

gas rumah kaca pada atmosfer. Konsentrasi CO2 meningkat sebesar 31% dari 280

ppmv di 1750-367 ppmv pada tahun 1999 pada tingkat rata-rata 1,5 ppmv atau

0,4%/tahun (Etheridge et al, 1996;. IPCC, 2001), bahwa CH4 dari 700 ppbv ke

1760 ppbv (Kenaikan sebesar 151%) (Etheridge et al, 1998;. IPCC, 2001) dan

N2O dari 270 ppbv ke 316 ppbv (naik 17%) selama periode yang sama (IPCC,

2001). Konsentrasi CO2 pada tahun 2003 telah dilaporkan menjadi 379 ppm dan

meningkat sebesar 3 ppm selama 2003. Perubahan penggunaan lahan, pengolahan

tanah, dan proses erosi yang memiliki dampak yang kuat pada siklus karbon (C)

di pedon, soilscape, lanskap, dan skala DAS. Pengaruh perubahan penggunaan

lahan, konversi alami untuk mengelola ekosistem, dan budidaya tanah pada emisi

gas rumah kaca tergantung pada proses interaksi yang kompleks mendorong

kearah : (1) dekomposisi biomassa, (2) mineralisasi bahan organik atau humus

tanah diperburuk oleh kenaikan suhu tanah dan penurunan kelembaban tanah, (3)

peningkatan kerentanan terhadap erosi tanah, (4) perpindahan dan redistribusi

karbon organik tanah (SOC) melebihi lanskap termasuk pemakaman di lokasi

depressional, dan (5) kemungkinan kenaikan emisi CO2 dan gas rumah kaca ke

atmosfir karena peningkatan oksidasi dan mineralisasi.

Dampak perubahan iklim diproyeksikan pada sifat-sifat tanah, lapisan SOC dan

dinamika, dan kerentanan terhadap erosi tidak diketahui. Prinsip yang tidak

diketahui adalah efek kenaikan temperatur global pada kolam SOC (karbon

organik tanah) yang dipengaruhi oleh perubahan dalam produktivitas primer

bersih (NPP), kemungkinan peningkatan dalam tingkat mineralisasi dari SOC

(karbon organik tanah), dan dalam kerentanan terhadap erosi tanah. Arnell dan

Liu (2001) melaporkan bahwa peningkatan konsentrasi gas rumah kaca dapat

menyebabkan penyimpanan kelembaban tanah berkurang, meningkat di

permukaan dan limpasan dangkal, dan peningkatan sedimen di sungai.

Pemahaman ilmiah proses yang digerakkan oleh perubahan iklim dan perubahan

pada erodibilitas tanah, curah hujan/erosivitas iklim, redistribusi sedimen, dan

SOC (karbon organik tanah) yang terkait atas lanskap dan kerentanan SOC

(karbon organik tanah) untuk mineralisasi dalam kondisi aerobik atau anaerobik

adalah agak samar dan tidak lengkap. Mineralisasi SOC (karbon organik tanah)

yang pada gilirannya dipengaruhi oleh erosi tanah.

Emisi Gas dari ekosistem darat diperparah oleh degradasi tanah. Erosi tanah

sejauh ini merupakan bentuk yang paling luas dari degradasi tanah. Total luas

lahan yang terkena erosi tanah 1094000000 hektar (Mha) oleh erosi air, 751 Mha

adalah di tingkat ditambah keparahan moderat, dan 548 Mha oleh erosi angin,

280 Mha berada pada tingkat keparahan sedang ditambah (Oldeman, 1994).

Karena kepadatan rendah (1,2 hingga 1,5 Mg / m3) dan menjadi terkonsentrasi di

sekitar permukaan tanah, fraksi SOC (karbon organik tanah) sangat dipengaruhi

oleh proses erosi. Hal ini secara istimewa dihapus bersama dengan sedimen baik

oleh aliran air dan angin.

Sementara dampak erosi tanah berpengaruh timbal balik untuk dampak negatif

terhadap kualitas tanah dan produktivitas, dampak luar bahkan lebih drastis

namun sulit untuk mengukur secara tepat dan memahami. Masalah awal dan akhir

dari eutrofikasi dan kontaminasi air permukaan dengan sumber polusi nonpoint,

emisi gas rumah kaca akibat erosi merupakan masalah utama yang perlu

ditangani.

Erosi tanah alami atau geologis adalah proses yang lambat tapi konstruktif. Ini

membentuk beberapa tanah yang paling subur dari aluvial dan asli. Banyak

peradaban kuno (misalnya, Nil, Indus, Eufrat, Yangtze), disebut masyarakat

hidrolik berkembang pada tanah aluvial. Sebaliknya, erosi dipercepat oleh

aktivitas antropogenik merupakan proses yang merugikan. Ini telah menyebabkan

kematian satu kali berkembangnya peradaban. Selain penurunan dalam

produktivitas, itu juga menyebabkan pencemaran sumber nonpoint, penurunan

kualitas udara oleh debu, dan emisi gas rumah kaca. Erosi oleh air dan angin lebih

menghilangkan bahan organik tanah (SOM), sebuah fraksi ringan terkonsentrasi

di sekitar permukaan tanah.

Sebagai penentu utama kualitas tanah, menipisnya SOM (bahan organik tanah)

telah banyak berpengaruh secara ekologi, ekonomi, dan konsekuensi lingkungan.

Namun, nasib terkikis SOC tidak diketahui dan merupakan masalah yang

diperdebatkan. Sedimentologists berpendapat bahwa terkikisnya SOC diangkut ke

dalam ekosistem perairan dan terkubur dan tertambat, ahli/ilmuwan tanah percaya

bahwa 20 sampai 30% dari SOC diangkut di atas lanskap termineralisasi dan

dilepaskan ke atmosfir. Perdebatan tentang nasib SOC yang terkikis ditekankan

oleh berbagai ketidakpastian tentang kurangnya pemahaman yang kompleks dan

proses interaksi yang terlibat: (1) rincian agregat oleh erosi menyebabkan paparan

SOC untuk proses mikrobiologi dan meningkatkan mineralisasi, (2) perubahan

kelembaban tanah dan rezim iklim tanah tererosi meningkatkan oksidasi SOM

(ahan organik tanah), (3) redistribusi sedimen yang diperkaya SOC pada atas

lansekap juga dapat meningkatkan oksidasi, (4) beberapa SOC ditumpuk pada

depressional dan lokasi yang dilindungi mungkin akan taragregasi dan tertambat,

dan (5) SOC yang terangkut ke sungai mungkin akan termineralisasi tergantung

pada kondisi iklim. Menyelesaikan masalah ini diperlukan untuk mengembangkan

strategi pengelolaan sumber daya alam berkelanjutan dalam pengendalian erosi

dan penurunan tingkat pengayaan CO2.

Objektivitas dari makalah ini adalah membahas pengaruh proses erosi pada

dinamika SOC (karbon organik tanah), menguraikan banyaknya SOC (karbon

organik tanah) yang tererosi, dan identifikasi tanah/kondisi lahan dan proses tanah

dengan emisi gas rumah kaca atau penambatan dari C yang ditunjukkan oleh

erosi.

3.2. KARBON ORGANIK TANAH

Bahan organik tanah merupakan perbandingan semua jumlah substansi organik di

dalam tanah. Ini terdiri dari campuran tanaman dan residu hewan dengan

tingkatan dekomposisi., substansi sintetik secara mikrobiologi dan kimia dari

penghancuran/pelepasan oleh produk (Schnitzer, 1991). Bahan organik tanah

terdiri dari 58% SOC (karbon organic tanah) dan merupakan factor penentu

kualitas tanah, produktivitas biomassa dan kapasitas pendukung lingkungan.

Manfaat SOC berpengaruh pada : (1) stabilitas struktur tanah untuk formasi

kompleks mineral organik, dan membentuk agregat yang stabil; (2) meningkatkan

kapasitas memegang air yang berpengaruh untuk meningkatkan retensi

kelembaban tanah pada kapasitas lapang (0,3 bar); (3) meningkatkan biodiversitas

tanah khususnya aktivitas fauna tanah (contoh : cacing tanah); (4) kontaminasi

biodegradasi; (5) menyangga perubahan ph tanah dan konsentrsi elemen; (6)

meminimalisir pencucian dari kehilangan khelat pemupukan dan absorbs; (7)

menyaring dan memurnikan air oleh penyerapan kerusakan pencemar (8)

kekuatan mekanisme siklus elemen; (9) peningkatan kualitas dan produktivitas

tanah; (10) penambatan C dan mitigasi perubahan iklim.

Humus tanah dan dinamikanya merupakan komponen penting dari perubahan C

global. Karena pertanian, terdegradasi, dan kerusakan tanah secara drastic

sekarang SOC lebih rendah daripada kondisi tidak terganggu, ada beberapa rosot

berpotensi untuk menyerap C lebih dari biomassa selama proses penambatan C.

Proses abiotik penyerapan C melibatkan kompresi CO2 dari sumber industri dan

perusahaan injeksi dalam strata geologi, akuifer garam, dan laut dalam.

3.3. DEGRADASI TANAH DAN PERUBAHAN IKLIM

Degradasi tanah didefinisikan sebagai "penurunan kualitas tanah melalui beberapa

proses degradatif termasuk erosi, salinisasi, struktur tanah, deplesi lapisan SOC

dan nutrisi penting ". Erodibilitas tanah, kepekaan tanah untuk erosivitas curah

hujan dan angin, tergantung pada konsentrasi SOC, struktur tanah, tekstur, dan

karakteristik infiltrasi air. Namun, dampak perubahan iklim terhadap erodibilitas

tanah dan bahaya erosi tidak diketahui. Erodibilitas tanah meningkat dengan

penurunan konsentrasi SOC, pengurangan stabilitas struktural, dan penurunan

kapasitas infiltrasi air. Konsentrasi SOC, berada dalam kesetimbangan dinamis

dengan input dan output larutan biologis dan variabel iklim lainnya, mungkin

sensitifitas untuk proyeksi peningkatan suhu global. Kenaikan suhu global dapat

mengakibatkan omset SOC lebih tinggi dan kenaikan tingkat mineralisasi

(Newton et al., 1996; Hungate et al, 1997; Leiros et al, 1999). Penipisan disertai

lapisan SOC mungkin mempengaruhi struktur tanah, menurunkan laju infiltrasi,

dan mengurangi kapasitas air yang tersedia, yang mungkin mengarah ke

peningkatan erodibilitas, meningkatkan aliran permukaan (run off), dan erosi

tanah berisiko tinggi.

Degradasi tanah mempengaruhi lapisan SOC secara langsung maupun tidak

langsung. Secara langsung, mengurangi dampak biomassa C ke dalam sistem

karena pengurangan NPP dan penurunan air dan ketersediaan nutrisi dengan

pengurangan dalam keanekaragaman hayati. Secara tidak langsung, itu mengarah

pada gangguan dalam siklus biogeokimia dan penurunan ketahanan tanah.

Degradasi tanah juga menunjukkan kerugian dari lapisan SOC dengan

memperburuk tingkat mineralisasi, pencucian, dan erosi tanah. Bahaya erosi tanah

dapat meningkat karena peningkatan faktor erodibilitas dan erosivitas. Hujan bisa

menjadi lebih intens dan erosivitas tinggi. Akibatnya, kerentanan terhadap baik air

dan erosi sungai kecil dapat meningkat, dengan efek pada menipisnya kolam SOC

(Smith et al., 1997), yang mungkin diperburuk oleh kekeringan dari iklim, seperti

di wilayah Mediterania (Lavee et al, 1998). Ekosistem yang rapuh dari iklim

kering dan semikering mungkin sangat sensitif terhadap penggurunan bahkan

dengan perubahan kecil dalam distribusi curah hujan dan rejim suhu

(Puigdefabregas, 1998; Villers-Ruiz dan Trejo-Vázquez, 1998). Desertifikasi dan

peningkatan CO2 akibat perubahan iklim sangat berhubungan erat. Desertifikasi

memimpin penurunan produktivitas biologis dari ekosistem dan kerugian jangka

panjang dari vegetasi alami, yang mengurangi masukan biomassa ke dalam tanah.

Luas lahan rawan penggurunan adalah 7 juta km2 di Afrika (25% dengan asumsi

penurunan produktivitas) dan meningkat.

Peningkatan degradasi tanah dan penggurunan dapat mengubah penghabisan gas

rumah kaca dari tanah ke atmosfer. Erosi, baik oleh air dan angin, dapat

meningkatkan emisi gas di dalam dan luar tempat. Erosi insitu mengubah rejim

kelembaban tanah dan dapat menekankan mineralisasi. Secara exsitu, erosi dan

deposisi dapat mengubah kerentanan kelembaban tanah rezim dan peningkatan

SOM (bahan organik tanah) untuk mineralisasi. Lanskap (bentang alam) yang

terkikis terus menerus mendistribusikan SOC dan meningkatkan kerentanan

terhadap emisi (Page et al, 2000). Pengaruh erosi pada tanah terkait erat dengan

degradasi fisik tanah, terutama untuk agregat yang mengarah ke anaerobik baik

oleh pemadatan, ketidakseimbangan air, atau keduanya. Degradasi kimia tanah

dan ketidakseimbangan hara dapat juga menyebabkan menipisnya kolam SOC.

Efek terintegrasi dari degradasi fisik dan kimia tanah terhadap kualitas biologi

tanah adalah untuk penurunan kolam SOC dan peningkatan penghabisan gas

rumah kaca dari tanah ke atmosfer.

3.4. EROSI TANAH DAN DINAMIKA KARBON

Erosi tanah merupakan masalah yang kompleks dan global, dan dampak

lingkungan yang sekarang sedang diperdebatkan, apakah proses adalah suatu

sumber atau hilangnya C dari atmosfer. Menyelesaikan masalah ini secara

obyektif memerlukan pemahaman menyeluruh tentang mekanisme yang terlibat.

Sebagai proses fisik erosi tanah “kerja” dalam melepaskan dan mengangkut

parikel tanah. Energi untuk kerja erosi yaitu tetesan air hujan, aliran permukaan,

angin, grvititasi, dan lain-lain. Kerja yang terkait : (1) melepaskan partikel tanah

dari agregat (gumpalan); (2) merusak makroagregat menjadi mikroagregat dan

pembubaran menjadi pemisahan tanah atau partikel utama; (3) mengangkut

partikel yang disebut sedimendiatas lanskap oleh aliran permukaan air, es, angin,

atau gravitasi; dan (4) deposisi sedimen kedalam tempat depresional atau

melawan kesulitan dan hambatan kapasitas kecepatan aliran permukaan air atau

angin. Semua tingkat erosi ini memiliki pengaruh besar pada komponen SOC

(karbon organik tanah) dan SIC (karbon in organik tanah). Lapisan keras dan

penguraian karbon memperkaya subsoil. Karbon yang terurai akan bereaksi

dengan material kering (misalnya ; tanah kering, pupuk, dll.) dan melepaskan C

ke atmosfir. Perbedaannya, tumpukan lapisan tanah karbon oleh sedimentasi

mengurangi besarnya emisi CO2.

Partikel tanah dilepaskan dan diangkut diatas lanskap dan proporsinya

terdekomposisi dalam tempat depresiasi dan ekosistem air. Perjalanan dan

pengangkutan partikel tergantung pada kerapatan isi/berat partikel dan kecepatan

atau kapasitas membawa fluida (angin atau air). Partikel ringan (contoh: SOC dan

fraksi liat) terbawa lebih panjang daripada fraksi berat (contoh : pasir dan batu).

Faktanya bahwa SOC terkonsentrasi pada lapisan permukaan (kedalaman 0-20

cm) memiliki banyak implikasi dengan peningkatan emisi erosi. Pertama,

partikulasi bahan organik (POM) lebih mudah diangkut oleh aliran permukaan

(run off) atau khususnya hembusan angin karena ini juga fraksi ringan.

Akibatnya, rasio pengayaan C dalam sedimen lebih dari satu dan sering setinggi

lima. Kedua, ada juga hubungan terbalik antara jumlah sedimen yang dihasilkan

oleh berbagai proses erosi dan konsentrasi C yang ditunjukkan (Trustrum et al,

2002). Ketiga, SOC habis terdeplesi dan kenaikan di tempat pengendapan, yang

menyebabkan proses yang berbeda di lokasi ini. Liu dan Bliss (2003)

memodelkan dampak erosi pada dinamika SOC (karbon organik tanah). Mereka

melaporkan bahwa tanah secara konsisten merupakan sumber C ke atmosfer di

semua posisi lansekap (bentang alam) tanah di cekungan Mississippi selama 1870

dan 1950 dengan berbagai emisi dari 13-49 g C/m2/tahun. Di Kolombia,

Ruppenthal et al. (1997) mengamati bahwa kehilangan sedimen terikat dari SOC

berkisar 26-1726 kg C/ha/tahun dalam sistem berbasis singkong. Sebagai

perbandingan, kehilangan SOC dari bera terbuka (dibajak tapi tidak ditanam)

perlakuan berkisar 4760-6530 C kg/ha/ th.

Proses kompleks yang sama yang terlibat dalam dinamika penurunan erosi SOC

sedangkan agregasi melibatkan pembentukan mikro-agregat stabil atau kompleks

mineral organik, pegapuran dan kerusakan agregat menyebabkan dispersi tanah

dan emisi C (sebagai CO2 atau CH4) melalui kegiatan mikroba pada bahan organik

yang telah terikat dalam agregat. Sedangkan proses agregasi ditambat SOC

(Edwards dan Bremner, 1967; Tisdall dan Oades, 1982; Chaney dan Swift, 1986;

Oades dan Waters, 1991; Tisdall, 1996), bahwa C terdispersi dilepaskan seperti

yang ditunjukkan pada persamaan 3.1. Perhatikan P dalam Persamaan 3.1.

Liat – P – SOC) agregasi (Liat – P – SOC)x [(Liat – P – SOC)x]y

Liat Domain dispersi mikroagregat disperse makroagregat

P pada persamaan 3.1 mengacu pada kation polyvalent seperti Ca+2, Al+3

, Fe+3, Mn+3, dll. Oleh karena itu, kerusakan agregat melepas C dan transportasi

dan redistribusi atas lanskap dan deposisi di lokasi depressional lebih lanjut

dihadapkan ke banyak proses interaksi. Beberapa SOC dipindahkan dengan

didistribusikan pada lanskap dan tidak pernah dapat mencapai sungai, waduk, atau

sistem air lainnya (Gregorich dan Anderson, 1985). Fraksi dari SOC dilepas,

bagaimanapun, dapat mencapai sungai dan waduk. Waktu yang terlibat dalam

pengangkutan SOC dari bukit untuk ekosistem air bisa berkisar dari hari sampai

abad, dan SOC banyak berinteraksi selama proses berjalan. Ini adalah nasib C

yang diangkut di atas lanskap yang telah menjadi topik perdebatan di kalangan

ilmuwan tanah dan sedimentologists.

3.5 NASIB KARBON TANAH YANG TEREROSI

Secara kebetulan C ditranslokasi (misalnya, terpisah, disebarkan, dan terdeposit)

dari tempat asalnya sangat sulit diprediksi karena efek faktor pengganggu banyak

erinteraksi seperti kelembaban dan rezim suhu, kualitas sedimen,

oksidasi/mengurangi kondisi, dispersi, atau reaggregasi. Akibatnya, pendekatan

keseimbangan massa yang diperlukan untuk menilai C pada skala DAS (Jacinthe

dan Lal, 2001). Skema dari proses yang terlibat dalam dinamika SOC dalam

lanskap dipengaruhi oleh erosi tanah dipercepat. Erosi yang disebabkan gangguan

SOC mengubah dinamika (Persamaan 3.2).

ΔSOC = (SOCa + A) - (E + L + M) (3.2)

Dimana SOCa adalah kolam pendahuluan, penambahan A atau input, E adalah

erosi, L adalah pencucian, dan M adalah mineralisasi. Sebuah bagian dari SOC

didistribusikan atas lanskap bisa mengeluarkan ke atmosfir baik CO2 atau CH4

tergantung pada tingkat aerasi. Beberapa karbon organik terlarut (DOC) dapat

tercuci dan diendapkan di bawah tanah atau diangkut ke dalam ekosistem air dan

terpresipitasi. Erosi dapat mengakibatkan C tertambat jika (SOCa + A)> (E + L +

M) atau sumber jaring jika (E + L + M)> (SOCa + A). Bagaimanapun dalam

kebanyakan kasus, (E + L + M)> (SOCa + A) membuat sumber erosi. Akibatnya,

ada banyak akibat dari translokasi-erosi yang disebabkan dari SOC:

• Onsite, kolam SOC habis, sering berat, karena penyingkiran SOM.

Akibatnya, rasio pengayaan SOM dalam sedimen seringkali sebanyak 02:05

karena SOC terkonsentrasi pada lapisan permukaan dimana mudah dibawa

oleh aliran permukaan atau arus dangkal dan angin.

• Menipisnya dari kolam SOC mengarah ke penurunan kualitas tanah karena

pengurangan kapasitas ketersediaan air, penurunan kedalaman efektif

perakaran, dan menipisnya cadangan penting nutrisi tanaman. Penurunan

kualitas tanah memiliki dampak negatif yang kuat terhadap produksi biomassa

dan kuantitas residu tanaman (baik di atas dan di bawah tanah) yang kembali

ke tanah.

• Restorasi tanah terkikis, melalui konversi penggunaan lahan yg memperbaiki,

dan penggantian nutrisi, dapat menyebabkan penyerapan SOC.

• Besarnya kapasitas penambat SOC sehingga dibuat tergantung pada sejauh

mana penipisan SOC, karakteristik profil tanah, posisi bentang alam

(topografi), kelembaban tanah dan rezim suhu, iklim, dan tujuan penggunaan

dan manajemen lahan.

Dua pemikiran yang ada, yang diusulkan oleh sedimentologists dan yang lainnya

oleh sedimentologis dan para ilmuwan tanah.

3.5.1. Sedimentologis Menampilkan dari Deposisi Karbon Tanah yang

Tererosi

Sedimentologists berpendapat bahwa proses erosi transportasi C untuk

penumpukan/situs pengendapan (Van Noordwijk et al, 1997;. Stallard, 1998;.

Smith et al, 2001) dan hitungan untuk sebagian yang hilang disebut lepasnya

tambatan untuk CO2 diperkirakan mencapai 0,5-2,0 Pg C (Tans dkk, 1990).

Dikatakan bahwa erosi mengarah untuk penyerapan C dalam dua cara: (1) erosi di

tempat menghabiskannya kolam SOC dan menciptakan tambatan C yang diisi

oleh pertumbuhan vegetasi dan kembalinya residu, dan (2) SOC lapisan luar

diangkut ke situs depressional dan diendapkan, diasingkan, dan sebaliknya

diambil dari peredaran.

Liu dan Bliss (2003) mengamati bahwa tanah dari lembah Mississippi atas

menjadi mengikat C antara tahun 1950 dan 1997, dan kekuatan mengikat yang

tertinggi adalah di bagian pengikisan. Harden et al. (1999) juga mengamati

erosi tanah yang menyebabkan kerugian C dan pemulihannya. Mc Carty n Ritchie

(2002) melaporkan bahwa tanah dari zona riparian adalah panambat utama untuk

C diangkut dari DAS pertanian. Pengangkutan tahunan partikulat karbon organik

ke laut diperkirakan 0,09-0,57 Pg C/ tahun (Tabel 3.1).

Tabel 3.1 Estimasi Partikel Karbon Organik yang Diangkut ke Lautan

Sumber Perubahan Tahunan ke Lautan  (Pg C/Tahun)  Berner (1992) 0.09–0.19    Chen et al. (2001) 0.24Ittekot and Lane (1991) 0.231Lal (1995) 0.57Ludwig et al. (1996) 0.17Meybeck (1993) 0.17Meybeck and Vörösmarty (1999) 0.195Smith et al. (2001) 0.4    

Dengan asumsi ini, Smith et al. (2001) menghitung sedimen dan anggaran SOC

(Tabel 3.2).

Tabel 3.2. Anggaran Global dan AS untuk Sedimentasi dan Karbon Organik Tanah yang Terangkut

Proses USA Global

 Sedimen (Pg/Th)

SOC (Pg/Th)

Sedimen (Pg/Th) SOC (Pg/Th)

Erosi 7.4 0.05 200 1.4Sungai + arah angin ke lautan 0.7 0.01 20 0.4

Deposisi lahan 6.7 0.04 180 1

Dengan asumsi tidak ada kerugian gas karena mineralisasi pengangkutan SOC,

SOC diangkut ke sungai dan lautan diperkirakan mencapai 0,01 C Pg bagi AS dan

0,4 C Pg bagi dunia. Sedimentologists menjabarkan proyeksi lebih lanjut dan

menduga bahwa hilangnya karbon atau hilang sementara ditumpkukkan setiap

tahun ke dalam ekosistem perairan dan situs depressional dan erosi tanah

dipercepat adalah hal yang baik untuk memiliki.

3.5.2 Ilmuwan Tanah Menampilkan Jumlah Karbon yang Terpindah oleh

Erosi

Ilmuwan Tanah berpendapat bahwa erosi tanah dipercepat merupakan penyebab

utama dari emisi gas rumah kaca dari tanah ke atmosfer. Secara insitu, erosi tanah

dipercepat menghabiskan lapisan SOC dan degradasi kualitas tanah. Pengurangan

yang signifikan dalam hasil panen dapat terjadi erosi tanah (Monreal et al., 1997)

terutama di input rendah dan pertanian berbasis sumber daya (Lal, 1998).

Penurunan produktivitas mungkin karena penurunan kedalaman perakaran efektif,

penurunan kapasitas air tersedia, dan paparan dari lapisan subsoil secara edafologi

inferior struktur miskin dan keseimbangan unsur kurang baik. Dengan progresif

penurunan produktivitas biomassa di atas dan di bawah tanah, baik kualitas dan

kuantitas residu kembali ke tanah berkurang, yang selanjutnya menghabiskan

lapisan SOC. Memang, tempat lapisan SOC terkikis secara drastis lebih rendah

dibandingkan tidak tererosi (Rhoton dan Tyler, 1990). Secara exsitu, proses erosi

transportasi SOC diatas lanskap (permukaan) dan mendistribusikan ulang sedimen

terkikis yang selektifitasnya tergantung pada kerapatan. Selama proses ini, agregat

terganggu akibat kekuatan limpasan atau angin. Beberapa sedimen disimpan

menuruni lereng di lokasi depressional atau kawasan lindung. Anggaran SOC dari

lanskap terkikis bisa dihitung dengan Persamaan 3.3.

Tabel 3.3. Estimasi Kehilangan Karbon Tanah oleh Oksidasi selama Proses Erosi

Sumber Fraksi yang Hilang oleh Oksisdasi (%)Lal (1995) 20Jacinthe and Lal (2001) 25–30Beyer et al. (1993) 70Schlesinger (1995) 100Smith et al. (2001) 0

(SOC)L = (SOC) A – (SOC)D – (SOC)R + (SOC)M (3.3)

Dimana L berarti merupakan lapisan SOC atas lanskap setelah peristiwa erosi, A

adalah lapisan sebelum terjadi, D adalah SOC yang disimpan dalam lokasi

depressional, R adalah SOC yang diangkut ke sungai dan ekosistem perairan, dan

M adalah fraksi mineral yang dipancarkan ke atmosfer. Mineralisasi SOM (bahan

organik tanah dapat terjadi pada lanskap (bentang alam), di lokasi depressional

dan ekosistem perairan. Perbedaan utama antara sedimentologis dan ilmuwan

tanah terletak pada asumsi berkaitan dengan besarnya oksidasi SOM (bahan

organik tanah). Beberapa sedimentologis berasumsi bahwa fluks oksidasi tidak

signifikan (Smith et al, 2001.) dan lain-lain percaya bahwa SOM hilang selama

erosi sebagian besar teroksidasi (Schlesinger, 1995). Besarnya oksidasi bahan

erosi mungkin tergantung pada komposisi partikulat bahan organik. Sementara

humins yang diawetkan (Hatcher et al., 1985; Hatcher dan Spiker, 1988),

beberapa materi mungkin teragregasi kembali dan dilindungi terhadap

mineralisasi (Gregorich et al, 1998.), tetapi fraksi labil yang mudah didekomposisi

adalah mineral (Beyer et al, 1993.).

Proporsi SOM yang terkikis termineralisasi diangkut ke dan di pengendapan

mungkin 20 sampai 30% (Tabel 3.3.). Oleh karena itu, sekitar 10% dari SOC

terkikis/tererosi adalah diangkut ke laut, 20 sampai 30% yang dipancarkan ke

atmosfer, dan 60 sampai 70% didistribusikan ulang pada lapisan permukaan

tanah. Besarnya emisi mungkin juga tergantung pada kelembaban tanah dan suhu

rezim (Bajracharya et al, 2000.) dan sifat tanah reflektansi yang dipengaruhi oleh

erosi (Wagner-Ridle et al, 1996).

3.6. EROSI TERINDUKSI EMISI-GLOBAL DARI KARBON

Beberapa perkiraan telah dibuat transportasi dari C ke dalam laut (Lyons et al,

2002;. Milliman dan Meade, 1983). Ada dua pendekatan untuk memperkirakan

erosi yang disebabkan emisi-C. Pertama, sedimen oleh sungai dunia diperkirakan

15-20000000000 Mg (Walling dan Web, 1996). Dengan asumsi pengiriman rasio

13 sampai 20% (Walling dan Web, 1996) dan kandungan SOC sebesar 2%, total

SOC teragkut oleh erosi adalah 4,0-6,1 Pg. Dengan asumsi 20% yang dipancarkan

ke atmosfer (Lal, 1995; 2003), erosi yang disebabkan emisi C adalah 0,7-1,2 Pg

C/tahun. Berdasarkan asumsi tersebut, sedimen global dan anggaran C

ditunjukkan pada Tabel 3.4.

Tabel 3.4. Anggaran Global dari Sedimentasi dan Karbon Organik Tanah

Proses Erosi (Pg/th) Dinamika SOC (Pg/Th)

Erosi diatas permukaan lahan 88–135 4.0–6.1

Diangkut ke lautan 15–20 0.4–0.6

Terdistribusi diatas permukaan lahan 73–115 2.8–4.3

Teremisi ke atmosfer 0 0.8–1.2

Tabel 3.5. Distribusi Kontinental Erosi Karbon Organik Tanah dan Emisi oleh Dekomposisi

BenuaEstimasi SOC yang terangkut Emisi C oleh Erosioleh Erosi (Tg C/Th) (20%)(Tg C/Th)

Amerika Utara 456–700 91–140Amerika Selatan 563–866 113–173Afrika 235–362 47–72Asia 2220–3415 444–683Eropa 330–509 66–102Kepulauan Oceania 153–236 31–47Total 3957–6083 792–1217

Banyak ketidakpastian untuk jumlah SOC terkikis, dan data kuantitatif sedikit

menilai erosi yang disebabkan emisi. Data secara kontinental ditunjukkan pada

Tabel 3.5. Perkiraan erosi yang disebabkan emisi ditunjukkan pada Tabel 3.5.

Jumlah erosi yang disebabkan emisi diperkirakan dari 0,8 – 1,2 Pg C/Tahun (ini

berarti 1.0 Pg C/tahun) telah dibandingkan dengan laporan terdahulu sekitar 1.14

Pg C/tahun (Lal,1995). Besarnya emisi harus dihitung untuk siklus C global.

3.7. RINGKASAN DAN KESIMPULAN

Geologi / erosi tanah alami adalah suatu proses konstruktif. Ini adalah faktor

pembentuk tanah penting yang menciptakan tanah dunia yang paling subur di

dataran banjir dan delta sungai utama. Pembaruan tahunan kesuburan tanah oleh

sedimen diendapkan pada dataran banjir produksi pertanian dan didukung

populasi padat pada tanah aluvial. Erosi tanah dipercepat, bagaimanapun, karena

aktivitas antropogenik yang melibatkan penyalahgunaan tanah dan kesalahan

pengelolaan tanah, merupakan proses yang merugikan. Secara exsitu,

menyebabkan pencemaran sumber dan emisi CO2 dan lainnya adalah gas rumah

kaca ke atmosfir. Untuk transportasi C ke laut diperkirakan mencapai 0,4-0,6

Pg/tahun, emisi CO2 oleh oksidasi terkikis SOC diperkirakan 0,8-1,2 Pg C/th.

Pengelolaan sumber daya tanah dan air berkelanjutan diperlukan tidak hanya

untuk makanan/biomassa produksi tapi juga untuk menjaga kualitas lingkungan

termasuk mitigasi perubahan iklim. Bahkan, penyerapan SOC juga diperlukan

untuk pengendalian penggurunan (Squire et al, 1995) dan pemulihan ekosistem

yang rusak.

Beberapa hot spot erosi tanah dipercepat ada di seluruh dunia. Yang paling

penting di antaranya Asia Selatan, khususnya ekosistem Himalaya-Tibet, Asia

Tengah, Dataran Tinggi Loess Cina, sub-Sahara Afrika dan wilayah Maghreb di

barat laut Afrika, wilayah Andean Amerika Selatan, Republik Dominika dan

Karibia, dan dataran tinggi Amerika Tengah. Miskinnay sumber daya petani yang

mempraktekkan input rendah dan pertanian subsisten menekankan masalah erosi

tanah di wilayah ini. Sebuah upaya terkoordinasi sangat diperlukan untuk

memfasilitasi adopsi luas berbasis ilmu pengetahuan dan konservasi-efektif

pertanian.

Ada banyak pilihan untuk mitigasi proyeksi perubahan iklim. Manajemen

berkelanjutan sumber daya tanah dan air merupakan pilihan penting. Ini adalah

win-win strategi. Mengadopsi efektif tindakan konservasi tanah dan air dapat

meningkatkan produktivitas, meningkatkan kualitas air, mengurangi erosi yang

disebabkan emisi gas rumah kaca, dan penambat C di dalam tanah dan biomassa

untuk mengurangi tingkat pengayaan CO2 di atmosfer dan gas rumah kaca.