MINE AND DEGRADED LAND RESTORATION

Diajukan untuk memenuhi tugas translate Mata Kuliah Manajemen Sumberdaya Perairan

Disusun Oleh:Elvira Avianty230110120015Irfan Ahmad Firdaus230110120026Erra Dian Saputra230110120041Akbar Rusmana230110120057Kenny Pramudya230110120067Muhammad Taufik N230110120078Ika Ramadhani230110120079Rian Fajar230110120103

Kelas:Perikanan A / Kelompok 9

PROGRAM STUDI PERIKANANFAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTANUNIVERSITAS PADJADJARANSUMEDANG

2015

36

21

Pertambangan dan Pemulihan Kerusakan Tanah------------------------------------------------------------------------------------Ini merupakan hal yang berpengaruh besar, baik di negara maju dan negara berkembang, di mana kita pada dasarnya telah diubah dengan lanskap pemandangan gersang atau hampir menjadi lahan untuk ekstraksi mineral tambang itu, lubang-lubang dan gundukan sampah dari kegiatan industri tambang atau sebelumnya, situs yang sudah ditinggalkan industri (sering disebut sebagai brownfields), dan bahkan jadi tanah yang terkena polusi udara dan tanah tandus yang pemandangannya. Ada ratusan ribuan kilometer persegi dari pertambangan tanah di dunia sendiri .Secara total, termasuk pertanian, telah diperkirakan bahwa manusia telah mengubah antara sepertiga dan setengah dari Permukaan bumi (vitousek et al., 1997). Untuk dapat untuk memulihkan negeri ini untuk fungsional ekosistem adalah salah satu tantangan terbesar untuk teknik ekologi . Demikian dikatakan bradshaw dan hutttl (2001): Secara sempit adalah bahwa pendekatan rekayasa tidak cukup untuk pemulihan tanah terganggu. Di masa depan yang lebih mendekati biologis untuk pemulihan akan diperlukan .Jika hal ini mengakibatkan program kerja yang lebih kompleks, itu adalah harga yang harus dibayar untuk pembentukan ekosistem yang berfungsi dengan baik dalam segala hal dan yang sepenuhnya mandiri. Ekologi diperlukan teknik yang jauh lebih halus dan kompleks daripada yang selama ini dilakukan oleh tim reklamasi, yang memiliki pendekatan mereka untuk membuka wawasan dan memang keahlian mereka .Volume terkompilasi yang menekankan ilmu dan restorasi ekologi tanah terganggu secara umum dan ditambang tanah khusus diberikan untuk pemulihan hutan setelah pertambangan, merumput, dan endapan asam parah di Eropa Tengah (Fanta, 1994; Seip et al., 1994; Kilian dan Fanta, 1998), perbaikan rusak ekosistem di tengah dan Eropa Timur (Mitsch dan Mander, 1997), terestrial rehabilitasi secara umum (Wali, 1992), dan pasca batubara tambang ekologi dan restorasi (Htittl dan Bradshaw, 2001). Perintis bekerja pada subjek ini berada di Bioteknik untuk reklamasi tanah diterbitkan di Jerman pada tahun 1960 dan diterbitkan dalam bahasa Inggris 20 tahun kemudian (Schiechtl, 1980), sebuah makalah klasik oleh Bradshaw (1983), dan beberapa tulisan dalam buku-buku yang disunting oleh Cairns (1980, 1988b) dan Wali (1992). Bidang umum pemulihan/rehabilitasi, sebagian besar yang menyangkut restorasi ekosistem darat, dirawat di lebih dari 150 buku dan laporan lebih banyak pada tahun 1970 melalui 1990-an (Wali, 1999).

12.1 TerminologiPemulihan tanah dalam istilah yang tidak dapat dimanfaatkan dengan baik. (bradshaw 1992, menawarkan dua pesaing 1997) definisi dari kata restorasi: terestrial (1) sistem undang-undang memulihkan ke mantan negara atau posisi atau kondisi utuh dan sempurna, (2) dan mengembalikan fungsi asli tanah dengan ukuran. Ini akan berbeda dengan shoclld rehabilitasi, untuk memulihkan ekosistem yang sebagian dari struktur dan perkembangan fungsi atau ekosistem yang mendekati perkiraan semula yang ada, reklamasi, atau membuat berarti tanah yang cocok untuk budidaya. Pemulihan bila melibatkan mengembalikan fungsi tanah yang mengganggu pemandangan, pemulihan tanah di lokasi yang rusak dengan tanah asli yang digambarkan pada gambar 12.1. Diagram tersebut memperlihatkan yang baik mengembalikan fungsi bangunan dan tanah dari sistem sistem itu pemulihan. Pemulihan sebagian di antara titik tahun ini, sedangkan kawasan yang membawa sys-tems dalam satu arah yang berbeda sepenuhnya, dengan lebih mengembalikan fungsi tetapi tidak selalu struktur penuh.

12.2. Restorasi ekologi dari bumiRestorasi dari sistem terestrial tanah, dan karenanya terestrial restorasi ekosistem terganggu tanah, melibatkan restorasi berikut dalam terganggu tanah (bradshaw, 1997): (1) bahan organik tanah, (2) nitrogen tanah modal, (3) tersedia nutrisi lain, dan (4) nutrisi sifat bersepeda. Alam, tentu saja, dapat mengatasi masalah ini dengan sendirinya, diberikan waktu yang cukup. Tanah organik penyimpanan materi dan nutrisi dalam tanah, tentu saja, akan mengumpulkan dengan waktu, karena sebagian ke simbiosis antara mikroba dan vegetasi, setidaknya setiap kali vegetasi mendapat didirikan. Vegetasi, pada gilirannya, tergantung pada cocok kelembaban tanah, nutrisi, bahan organik, dan fisika tanah. Ekologi cara di mana yang tandus dan lanskap mengembalikan itu sendiri harus menjadi panutan yang baik untuk ekologi insinyur; hal ini dengan waktu di mana hal ini terjadi bahwa ekologi insinyur dapat dari beberapa bantuan.Salah satu kunci nutrisi yang ada di pasokan miskin di banyak permukaan tambang adalah nitrogen. Seringkali ada pada dasarnya tak satu pun di subsoils dan mineral yang tersisa pada permukaan penggalian .Pada awalnya, beberapa sumber nitrogen berasal dari atmosfer, terutama dengan peningkatan nitrate-nitrogen konsentrasi, karena untuk anthropogenic emisi dengan atmosfer. Jumlah ini dapat berada pada urutan 10 sampai 30 kg ha-1 yr-1. Tanah pembangunan akan melanjutkan dengan nitrogen fixers seperti rhizobium dan lainnya actinomycetes terkait dengan akar tanaman, memperbaiki nitrogen dari gas atmosfer dan perbekalannya langsung pada tanaman seperti kacang-kacangan, yang pada gilirannya melepaskan, itu untuk tanah atas pembusukan .Memperbaiki nitrogen spesies dapat mengumpulkan nitrogen pada tingkat yang sekitar 50 sampai 150 kg ha-1 yr-1. Transpirasi, shading, dan sampah akumulasi akan semua perubahan ilmu fisika tanah dan hidrologi dari, termasuk tanah kelembaban. Biasanya, ini akan mengambil beberapa dekade alam, jika tidak satu atau dua abad, untuk memulihkan ekosistem yang layak untuk ditambang atau tanah sangat terganggu. Selain itu untuk perubahan dalam tanah biogeochemistry dan pengembangan tanah yang tepat microbiota, yang paling komponen penting untuk terestrial pemulihan adalah ketersediaan dari vegetasi benih dan lain propagules ( wali, 1999 ). Biji ini dan lain propagules bisa, tentu saja, datang dari alam jalur melalui atmosfer, biota, atau hidrologi; tetapi mereka juga dapat diperkenalkan oleh manusia. Yang terakhir yang adalah satu dengan yang paling kontroversi karena ada begitu banyak, kasus dari restorasi kegagalan di mana fungsi ekosistem tidak dikembalikan meskipun jumlah besar dari biomassa adalah melalui memperkenalkan spesies. Wali (1999) menunjukkan benar pengertian suksesi ekologi harus pondasi untuk perencanaan dan mengelola restorasi dan rehabilitasi ekosistem alam. tergangguBagaimana anda tahu di mana ekosistem akan jika anda tidak tahu di mana prototipe telah dan berapa lama waktu yang diperlukan untuk sampai disini?

Meningkatkan Proses Pemulihan AlamAlam proses pemulihan dapat, tentu saja, ditingkatkan oleh ekologi insinyur jadi yang dibutuhkan tahun daripada dekade. Bradshaw (1997) menunjukkan bahwa ada kritis kondisi ekstrim dari ditambang lanskap bahwa hampir memerlukan intervensi oleh manusia; sebaliknya seluruh proses pemulihan baik tidak akan mungkin, atau gagal setelah beberapa tahun (bradshaw, 1997). Tabel 12,1 merangkum sejumlah masalah yang dapat diatasi oleh campur tangan manusia . Permasalahan tersebut dalam tanah adalah (1) fisik, (2) gizi, atau (3) beracun. Beberapa solusi adalah pendekatan mekanis atau kimia yang telah sekitar selama beberapa dekade yang mengubah kondisi awal; sendiri proses ini tidak ekologi dan solusi jangka pendek. Contoh pemupukan atau pengapuran tanah untuk mengubah situasi gizi atau pH atau mengairi atau pengeringan untuk mengubah salinitas atau hidrologi. Apa lebih diinginkan pada umumnya adalah menambahkan tanaman asli yang sesuai untuk mollify ekstrem fisik, seperti tanah kompak atau tidak stabil, menambahkan kacang-kacangan untuk meningkatkan nitrogen tanah, atau menambahkan toleran atau fitoremediasi tanaman sehingga akhirnya sebagai untuk mengurangi kondisi beracun (Lihat Bab 11).Umumnya mikroba memiliki sedikit masalah mendapatkan untuk restorasi situs. Pengecualian untuk ini adalah nitrogen fixers yang bisa membawa dekade untuk sampai ke restorasi situs. Untuk tanaman yang akan didirikan, biji dan propagules harus pergi ke situs oleh satu dari beberapa vektor: hidrologi, atmosfer, aniir nl transportasi, atau manusia pendahuluan. Di lahan bekas pertambangan restorasi skala besar, terakhir adalah sering satu-satunya solusi. Tanaman dapat bjpseeded atau ditanam, biasanya untuk mendapatkan penutup tanah mulai, yang pada gilirannya akan mulai mengumpulkan bahan organik, nitrogen, dan kelembaban tanah. Yang umumnya keras lingkungan terkena subsoils juga dapat diperbaiki dengan mengakumulasi dan kemudian menerapkan kembali humus, prosedur sering sangat mahal. Restorasi yang tepat termasuk salah satu yang lebih penting sudah menekankan di pengantar bab waktu. Terutama dengan sistem terestrial yang membutuhkan tanah jangka panjang pembangunan (dapat dekade atau abad) dan pengembangan dari kanopi vegetasi pohon (dapat ratusan tahun), waktu di restorasi sebenarnya bukan pada jam yang sama sebagai the working karir rata-rata manusia atau waktu yang dibutuhkan untuk melakukan sebuah ph.d. Disertasi. Dengan demikian salah satu masalah dengan memulihkan terdegradasi situs adalah fakta bahwa tidak ada seperti situs bekal jangka panjang ekologi data untuk digunakan sebagai successional model dari apa yang akan terjadi ketika semua terganggu situs memulihkan (Wali, 1999).

12.3 Pemulihan Lahan Tambang Dan Lahan TerdegradasiMenangani Drainase Tambang Batubara Secara EkologiPemulihan tambang batubara adalah masalah seluruh dunia. Batubara adalah bahan bakar fosil yang paling melimpah di bumi, dan penggunaannya diperkirakan akan terus berlanjut jauh setelah masyarakat akan menggunakan pasokan yang terakhir dari gas alam dan minyak. Ada sekitar 11 x 1012

Tabel 12.1 Masalah Utama Dalam Memulihkan Tanah Bekas Lahan Tambang Dengan Solusi Jangka Pendek Dan Jangka PanjangMasalah Penanggulangan Jangka Pendek Penanggulangan Jangka Panjang

Kondisi Fisik

Tanah Terlalu PadatMerobek Dan Menggemburkan TanahVegetasi Tanaman Asli

Tanah Terlalu GemburPadatkan Dan Menutupi Dengan Material HalusVegetasi Tanaman Asli

Tanah Yang LabilMenerapkan Stabilisator, MulsaRegrade, Tanaman Vegetasi Asli

Tanah Dengan Kelembaban Terlalu Banyak Drain (Mengurangi Kandungan Airnya)Spesies Tanaman Asli Lahan Basah

Tanah Dengan Kelembaban Terlalu SedikitPenerapan Mulsa OrganikSpesies Tanaman Asli Lahan Kering

Nutrisi

Kekurangan NitrogenMenerapkan PemupukanMemperkenalkan Kacang-Kacangan Dan Pemecah Masalah Nitrogen Lainnya

Kekurangan Nutrisi Makro / MikroMenerapkan PemupukanTanaman Vegetasi Yang Toleran

Kondisi Beracun

Kondisi Asam (Ph Rendah)Menerapkan PengapuranMenerapkan Kapur, Tanaman Vegetasi Yang Toleran

Kondisi Basa (Ph Tinggi)Menerapkan Dengan Pirit Atau Menurunkan Ph Dan Bahan OrganikPelapukan, Tanaman Vegetasi Yang Toleran

Akumulasi Logam BeratTambahkan Bahan Organik, Tanaman Kultivar Yg ToleranTambahkan Meliputi Kelembapan, Fitoremediasi, Tanaman Vegetasi Yang Toleran

Salinitas TinggiMenerapkan Pengairan, Tanaman Vegetasi Yg ToleranPelapukan, Tanaman Vegetasi Yang Toleran

Ton batu bara sebagai sumberdaya geologi di dunia, dengan sekitar 0,66 x 1012 ton cadangan dapat diperoleh kembali (jika irit) dari yang tersedia. Sekitar 80 persen dari sumberdaya yang ditemukan di Rusia dan bekas republik Soviet, Amerika Serikat, dan Cina. namun juga dianggap sebagai "polutan" bahan bakar fosil dalam hal itu menyebabkan masalah Lingkungan Hidup ketika diekstrak serta ketika dibakar. Bahkan ketika cerobong batu bara di dibersihkan, isu utama lingkungan menempatkan abu dan lumpur menjadi alat kontrol polusi udara tetap. Ketika penambangan di permukaan digunakan untuk mengekstraksi batu bara, hamparan besar dari bentangan alam akan terganggu. Peraturan di negara-negara maju mengharuskan pemulihan bentang alam setelah penambangan di permukaan. Masalah pemulihkan tambang batubara di permukaan ada tiga: 1. Penanaman vegetasi pada bentangan alam yang tidak ramah dari karena lapisan atas tanah telah dirusak, 2. Reklamasi lokasi yang sangat beracun di mana limbah disimpan, dan 3. Mengontrol drainase tambang yang berasal dari lapisan batubara terekspos. Pemulihan daerah yang ditambang mungkin untuk berpotensi timbul semua masalah yang dijelaskan dalam tabel 12.1. mengembalikan tanah lapisan atas ke lokasi yang ditambang kini diperlukan di sebagian besar dunia itu memberikan vegetasi kesempatan untuk tumbuh.Salah satu masalah konservasi lingkungan paling sulit adalah tambang batu bara, baik di permukaan dan bawah permukaan, adalah bahwa lapisan batu bara yang bocor ke drainase permukaan dan hasil asam tambang (AMD). Polutan utama di AMD adalah larutan besi, mangan, dan aluminium, ion hidrogen, dan produksi mengendapkan hidroksida besi (FeOH3), yang mengalir di lapisan dasar yang berasal dari daerah tambang batu bara, membunuh invertebrata bentik dan ikan (Letterman dan Mitsch, 1978).Salah satu metode rekayasa ekologi untuk mengendalikan AMD adalah dengan cara perawatan lahan basah drainase. Beberapa ratus lahan basah ini telah dibangun di Appalachia, AS (lihat, e.g., 1994; stark and williams, 1995; manyin et al., 1997; mitsch and wise, 1998; tarutis et al., 1999). Penggunaan lahan basah untuk kontrol drainase tambang batubara mungkin dipertimbangkan pertama ketika percobaan lahan basah Typha diobservasi mendekati asam meresap di lingkungan yang keras di mana tidak ada vegetasi lainnya bisa tumbuh. Pada akhir tahun 1980-an, lebih dari 400 lahan basah dibangun di Amerika Serikat bagian timur untuk pemulihan air drainase tambang. Tujuan yang paling umum dari sistem ini adalah penghilangan besi dari kolom air untuk menghindari akumulasi di hilirnya, tetapi pengurangan sulfat dan pengentasan kondisi yang sangat asam juga tujuan yang utama.

Kriteria desain untuk lahan basah ini telah dikembangkan, tetapi mereka tidak konsisten dari lokasi ke lokasi atau berlaku umum. Tingkat pembebanan hidrolik setinggi 29 cm per hari telah diusulkan selama lahan basah yang dirancang selama drainase pertambangan yang asam, walaupun Fennessy dan Mitsch (1989) merekomendasikan 5 cm per hari sebagai tingkat pembebanan konservatif untuk jenis lahan basah dan waktu penahanan minimum 1 hari, dengan waktu lebih lama untuk menghilangkan zat besi yang lebih efektif (tabel 12.2). pembebanan tingkat 2 sampai 10 g-Fe m-2 per hari yang diusulkan untuk drainase sirkus tambang netral (Fennessy dan Mitsch, 1989) dan 0,72 g-Fe m-2 per hari .

Tabel 12.2 Parameter Desain Yang Disarankan Selama Lahan Basah Dikonstruksi Digunakan Untuk Mengendalikan Drainase Tambang BatubaraParameter DesainReference

Tingkat pembebanan hidrolik (cm day-1)5Fennessy and mitsch, 1989

Waktu restensi/tinggal (days) 1Fennessy and mitsch, 1989

Beban/muatan besi (g-Fe m-2 day-1)

pH < 5,50,72Brodie et al., 1988

pH > 5,51,29Brodie et al., 1988

Untuk 90% penghilangan, pH 62-10Fennessy and mitsch, 1989

Untuk 50% penghilangan, pH 620-40Fennessy and mitsch, 1989

pH 3,5, outflow < 3,5 mg-Fe L-12,55Manyin et al., 1997

Basin caharacteristics

kedalaman (m)< 0,3

Jumlah sel 3

Plant material (jenis tanaman)Typha spp.

Substrate material (jenis / bahan substrat)Lapisan organik gambut, spent mushroom material

Hari -1 oleh Brodie et al. (1988) untuk drainase tambang dengan pH 85 sampai 90 persen) efisiensi penghilangan besi diperlukan atau ketika pH air drainase tambang kurang dari 4. Selanjutnya, limbah dari lahan basah yang dikonstruksi tidak selalu memenuhi standar persyaratan regulasi. Namun demikian, di mana tidak ada alternatif lain, penggunaan lahan basah layak digunakan untuk mengurangi jenis pencemaran air yang dipandang sebagai alternatif murah daripada penanggulangan kimia yg mahal untuk polusi air hilir (Baker et al., 1991).Vegetasi di lahan basah drainase pertambangan yang asam umumnya terbatas dan biasanya dipilih Typha karena tanaman ini bersifat besar dan tahanan terhadap polusi. Spesies tumbuhan lainnya telah dicoba di lahan basah drainase pertambangan, tapi di hampir semua kasus, hanya Typha bertahan. Tanaman dapat menahan baik dalam banjir dan anoksia (kekurangan oksigen) dilahan basah AMD dan sangat toleran terhadap konsentrasi tinggi besi, belerang, dan elemen lainnya. Karena kebocoran oksigen disana menjadi kebutuhan metabolik untuk tanah yang mengelilingi rambut akar, dapat menahan konsentrasi tinggi sulfida, yang akan mengoksidasi sulfat dalam rizosfer. Dari data yang terbatas pada lahan basah drainase pertambangan, juga tampak bahwa Typha produktif utama rawa (Tabel 12.3). pada dasarnya, Typha bertahan di rawa-rawa drainase pertambangan ini tetapi biasanya tidak berkembang.

Tabel 12.3 Parameter Desain Yang Disarankan Selama Lahan Basah Dikonstruksi Guna Untuk Mengendalikan Drainase Tambang BatubaraSpecies Lokasipuncak biomassa (g dry wt m-2)Reference

Lahan Basah Drainase Tambang

Typha latifoliaCoshocton county, ohio447 (350-540)Fenessy, 1988

Lick run wetland, ohio502 (128-1135)Mitsch and wise, 1998

Rawa-Rawa Air Tawar

Typha glaucaPrarie pothole, iowa2297Van der valk and davis, 1978

Typha spp.Constructed wetland, illinois634 + 56 (1990)714 + 65 (1991)Fenessy et al. 1994

STUDI KASUSMemprediksi Keefektifitas dari Sebuah Drainase Pertambangan Lahan Basah----------------------------------------------------------------------------------------------------------------Model dapat digunakan untuk memprediksi keefektifitas dari AMD lahan basah. Model simulasi (Gambar 12.2) telah dikembangkan yang memprediksi retensi besi dan aluminium dalam sebuah pembangunan AMD lahan basah di tenggara Ohio sebelum lahan basah tersebut dibangun. (Flanegan et al., 1994). Setelah lahan basah tersebut dibangun, hasil lapangan dibandingkan dengan prediksi model (Mitsch dan Wise, 1998). Model, menekankan proses dari adveksi, difusi, dan presipitasi/sedimentasi dalam kedua keadaan variabel permukaan dan di bawah permukaan yang telah dikalibrasi dan diverifikasi menggunakan data dari lima pembangunan lahan basah di Pennsylvania dan Ohio. Rentang prediksi retensi dari 0 hingga 93 persen untuk aluminium dan 50 hingga 99 persen untuk besi, untuk lahan basah yang diusulkan, tergantung dari musim dan apakah aliran permukaan atau di bawah permukaan yang digunakan. Difusi logam dari air ke sedimen membatasi retensi logam di pH rendah lahan basah, sementara tingkat presipitasi logam dari retensi logam batas kolom air di circumneutral lahan basah.Simulasi yang diterbitkan sebelum pembangunan lahan basah diprediksi retensi penghilangan besi dari 50 hingga 98 persen dan 6,1 g Fe m-2 hari-1. Ada kecocokan yang baik antara prediksi model dan kinerja sistem. Pada basis bulanan, kecuali aliran banjir Januari 1993 melalui lahan basah ketika ada rilis bersih besi, retensi besi bulanan berkisar antara 52 hingga 98 persen berdasakan konsentrasi dari 62 hingga 98 persen berdasarkan massa. Secara keseluruhan, 80 persen dari massa iron telah tertahan di lahan basah, sangat dekat dengan keseluruhan prediksi model. Ketika memasukan data pH, tingkat aliran air, dan besi dari data 1993 ke dalam model simulasi (Mitsch dan Wise, 1998), hasil model dibandingkan dengan data lapangan dan prediksi sebelum pembangunan (Gambar 12.3).Model simulasi baru, menggunakan data 1993, diperkirakan laju penghilangan besi 3.60 g Fe m-2 hari-1. Data lapangan dari 1993 menunjukkan laju penghilangan 4.4 g Fe m -2 hari-1. Dengan demikian, model yang diterbitkan oleh Flanagan et al. (1994) di atas perkiraan untuk retensi besi sebenarnya dari lahan basah tersebut yaitu 39 persen.Namun ketika model dgunakan kembali dengan data hidrologi dan kimia 1993, model menjadi di bawah perkiraan untuk retensi besi yaitu hanya 18 persen. Akurasi yang lebih besar dalam prediksi model adalah mungkin dengan masukkan data (hidrologi dan konsentrasi besi) lebih baik, tapi model memberikan perkiraan yang wajar dari kinerja lahan basah tersebut dengan baik sebelum dibangun.Kesesuaian sistem pengolahan lahan basah jangka panjang yang kurang dipahami, meskipun tampak bahwa sistem Typha-dominated dapat bertahan puluhan tahun dalam sistem drainase tambang. Untuk pemulihan tambang permukaan, pemulihan situs yang lebih besar, mungkin melalui suksesi terrestrial dikarenakan alam, berarti bahwa hidrologi pasca tambang perlu dipertimbangkan dalam rancangan proyek sebanyak hidrologi ketika lahan basah dibangun (Kalin, 2001). Dengan sistem drainase tambang, akumulasi dari hidroksisa besi akhirnya dapat menyebabkan sistem memulai untuk mengeluarkan bahan terkecuali desain dan manajemen termasuk kapasitas penyimpanan yang memadai dan/atau penghilangan material. Ada beberapa orang yang memperkirakan bahwa lahan basah tersebut dalam beberapa decade dapat menjadi tambang mineral milik sendiri, secara efektif daur ulang mineral dengan hasil yang baik akan hilang menuju hilir daerah aliran sungai kembali ke ekonomi.

Memulihkan hutan yang terdegradasiDegradasi hutan di seluruh dunia disebabkan oleh sejumlah faktor, termasuk dampak biotik dan penyakit, polusi athmospheric dan pengasaman tanah berturut-turut sub, praktek kehutanan yang buruk dan rezim panen dan lebih baru-baru ini, pergantian iklim Di masa lalu, praktek-praktek seperti pengapuran tanah atau penanaman yang tampaknya "lebih baik" pohon telah mencoba untuk memperlambat degradasi hutan. Di Eropa Tengah telah determinated bahwa telah mungkin tidak pernah 1 ha hutan perawan di 7000 tahun deforestasi di wilayah ini mencapai puncak pertama pada abad kedua belas diikuti oleh yang lain pada abad ketujuh belas, terus ke awal periode industri. Teknik awal pengelolaan hutan termasuk penggembalaan hewan domestik dan proses yang disebut sampah yang dihapus baik substrat organik dan beberapa humus. Seharusnya reboisasi pada abad 90 meliputi penggantian spesies broadleaved dengan perkebunan koniferSelama berabad-abad degradasi, tanah yang diasamkan dan meninggalkan tanpa nutrisi, bahan organik dan air dan mikrobiota tanah yang kurang aktif dan sangat kurang beragam. Secara keseluruhan ratusan tahun praktek telah meninggalkan hutan yang buruk di bagian dunia terdegradasi secara signifikan, meskipun tidak akut di Amerika Utara seperti di Eropa, degradasi hutan cepat menjadi masalah besar. Degradasi hutan di Amerika Utara adalah dari sifat yang berbeda; meskipun banyak daun yang indah dan hutan konifer masih ditemukan di seluruh benua, isu-isu seperti spesies invasif dan kebakaran hutan yang terakhir disebabkan oleh pencegahan kebakaran yang berlebihan dan kehadiran manusia menjadi isu utama.

Praktek ekologi untuk mengembalikan atau merehabilitasi hutan banyak tetapi cara untuk memperbaiki kondisi hutan cepat itu tidak ada. Beberapa teknik yang telah dicoba termasuk mengembangkan berdiri campuran asli kanopi vegetatif. liu et al.1998 menunjukkan bahwa tegakan campuran beberapa jenis pohon yang berbeda pada strata yang berbeda akan menjadi substitusi yang efektif untuk berdiri monospecific larch yang menghasilkan iiter daun miskin yang tidak terurai. Ini sampah mengumpulkan menghambat pertukaran panas antara athmosphere dan tanah, sehingga menghambat mikrobiota tanah.Terkadang, pohon tidak secara otomatis ditempatkan kembali pada lahan terdegradasi. Hal ini mungkin terdengar seperti sesat untuk ahli hutan, tapi penghijauan lahan kritis mungkin tidak selalu menjadi solusi ekologi. Hunter et al. 1998 titik bahwa ahli hutan sering orang-orang yang diberikan uang untuk "meletakkan kembali pohon" ketika itu mungkin bukan metode yang paling telah sesuai. Konsep ini diilustrasikan pada Gambar.

Meskipun sebagian besar pemulihan ekosistem yang terdegradasi ke sistem yang asli akan terjadi di sepanjang garis E ke D, ahli hutan sering merencanakan perkebunan monospecific yang cepat mengambil cepat mengambil ekosistem dari E ke A atau bahkan A +. spesies asli understory akan memasuki siaga b untuk menambah keragaman sedikit. Kadang-kadang ahli hutan akan menambahkan campuran kanopi pohon asli dan eksotis E danC tetapi akan ini berhenti jauh dari mencapai tujuan akhir yang diinginkan untuk ekosistem berkelanjutan asli D.

STUDI KASUSMemulihkan hutan segitiga hitam di Eropa Tengah----------------------------------------------------------------------------------------------------------------Segitiga hitam terdegradasi adalah daerah sepanjang Jerman - Ceko perbatasan Polandia di Eropa Tengah di mana hutan telah dipengaruhi berat oleh polusi industri sejak perang dunia 2 dan dengan praktek-praktek kehutanan yang buruk sejak dekade pertama abad ke-80 Gambar 12.5 Meskipun secara teknis restration tidak suksesi primer, adanya kebutuhan untuk mengembalikan tanah daerah sehingga hutan gugur dapat sekali lagi berkembang di wilayah ini. Seluruh penjualan pengenalan pohon konifer mulai 300 tahun yang lalu, ditambah dengan deposisi asam, telah menyebabkan hilangnya 80.000 sampai 100.000 hektar hutan gunung. Bahkan sampai tahun 1950-an, ahli kehutanan diberi kapur, dikeringkan, dibajak, dihilangkan tanah lapisan atas, dan ditanam kembali dengan Norwegia cemara (Picea abises) perkebunan (Fanta, 1997). Penurunan hutan di wilayah ini khususnya mencatat telah di periode 1980-1990 Sebuah solusi rekayasa ekologi terhadap penurunan hutan adalah untuk memperkenalkan kembali tumbuhan asli broadleaved asli daerah dan untuk memungkinkan panjang - reklamasi jangka wilayah yang mungkin memakan waktu berabad-abad. Moravick 1994 menjelaskan beberapa penelitian di pegunungan Krusnehory antara Jerman dan Republik Ceko. Gunung-gunung ini bersifat asam dan secara alami buruk nutrisi, namun telah ditentukan memiliki vegetasi yang alami potensi Eropa pantai, cemara perak, spruc normay dan spesies lainnya.

Lingkungan buruk ini telah dipengaruhi oleh tambahan reboisasi dari monokultur cemara norway (Picea abies) dan kerusakan polusi udara berikutnya. Pada pertengahan 1970 an regenerasi hutan itu oriened menuju penanaman hutan "darurat" dari spesies toleran seperti Betula sp.

Dan Pice pungens figure 12,6 dilakukan untuk menstimulasi reboisasi dengan cepat. Sebuah tinjauan berdiri lanjut oleh moravick tahun 1994 menemukan bahwa kedua Picea berdiri menunjukkan terjadinya tanda penting dari kerusakan polusi udara: hilangnya jarum dan mahkota yang mulai menipis. Pemuan mereka sangat mengesankan dukungan dan ide desain sendiri. Aucuparia sorbus bertahan, yang tidak ditanam tapi yang dihasilkan dari regenerasi spontan di cemara menurun, memiliki pertumbuhan cepat dan produktivitas yang tinggi dan biomassa hampir setinggi dua kali lebih P.abies lama berdiri. The birch B. verrucosa bertahan juga tumbuh dengan baik, Moravck 1994 menyimpulkan bahwa pohon berdaun lebar, salah satunya dikembangkan secara spontan di situs terdegradasi, bisa "secara efektif berkontribusi terhadap perkembangan ekosistem hutan baru di daerah sangat tercemar di Krusnehory. Ini adalah contoh lain di mana sistem merancang sendiri telah terbukti lebih unggul untuk sistem ditanam dalam memperbaiki pemandangan yang sangat tercemar.

Restorasi tambang tropisMemulihkan tambang permukaan di hutan tropis adalah proposisi berbeda dari lahan tambang restorasi hutan beriklim sedang. Pertambangan umumnya mempengaruhi area yang lebih kecil, namun efek polusi hilir yang cukup signifikan. Tanah yang dangkal dan rapuh, dan penimbunan dan mengembalikan mereka ke situs hampir wajib. Restorasi tambang tropis tersebut, yang sering untuk produksi bauksit, melibatkan penanaman spesies baik asli atau eksotis untuk mencapai tanaman penutup cepat. Penggunaan spesies eksotik sekarang umumnya tidak disukai. Satu situs restorasi seperti yang telah diteliti sejak tahun 1980-an adalah Trombetas lokasi tambang bauksit di hutan hujan khatulistiwa cemara dekat Sungai Amazon di Para, Brazil. Pendekatan umum untuk pemulihan di daerah-daerah termasuk meratakan dari membebani tanah liat, penggantian sekitar 15 cm dari tanah lapisan atas dan puing-puing kayu yang telah ditimbun sebelum pertambangan, dan penanaman jenis pohon asli di pusat 2-m. Dalam serangkaian penanaman di pertengahan 1980-an, berikut ini adalah usaha perawatan : Spesies pohon asli dicampur Jenis pohon asli dicampur dengan tanah lapisan aplikasi yang memadai Jenis pohon komersial campuran (kebanyakan Eucalyptus dan Acadia) Penyemaian langsung dikombinasikan dengan memotong untuk menumbuhkan Generasi alami dari bank benih tanah lapisan atas.Setelah 9 sampai 13 tahun, daerah basal pada perawatan brondong berkisar dari 1,5 m2 ha-1 di situs dengan aplikasi lapisan atas tanah cukup untuk 24,9 m2 ha-1 di lokasi spesies komersial campuran (Gambar 12.7a). Jika kekayaan tanaman dari spesies kayu dibandingkan, plot penyemaian langsung memiliki rata-rata 35 spesies per plot, sedangkan pohon komersial dan situs humus cukup memiliki jumlah terendah spesies per plot: 17 dan 15 spesies per petak, masing-masing (Gambar 12,7b). Parotta dan Knowles (2001) menyimpulkan sejumlah poin tentang memulihkan hutan tropis dari pertambangan.

1. Perusahaan pertambangan, dengan investasi yang sederhana dalam penelitian dapat mengembangkan rencana restorasi hutan tropis hemat biaya.2. Persiapan lokasi, terutama dengan penanganan tanah lapisan atas dan reapplication sebelum tanam, sangat penting untuk pembentukan tutupan hutan.3. Selain penanaman spesies asli campuran, ketergantungan bank benih di tanah lapisan atas diterapkan kembali adalah cara yang efektif untuk pemulihan.4. Meskipun penanaman komersial, penyemaian langsung, dan regenerasi alami dari bank benih menyebabkan pengembangan daerah yang lebih basal, perlakuan tersebut umumnya kurang beragam spesies. Risiko kematian kanopi awal dan reinvasion berikutnya oleh rumput api rawan lebih tinggi pada alternatif yang berkembang pesat daripada di campuran perawatan spesies asli.5. Pengayaan semua perawatan dengan spesies menjajah secara alami tergantung pada benih-pendispersi satwa liar seperti kelelawar, burung, dan mamalia darat. Konservasi hutan sekitarnya, termasuk larangan berburu, sangat mempercepat proses pemulihan.6. Kepadatan dan keanekaragaman spesies yang ditanam asli campuran situs dipengaruhi oleh kedekatan dengan sangat benih sumber. Untuk jenis pohon besar benih, penting untuk memperkenalkan spesies ini setelah kanopi telah dikembangkan untuk memastikan pengenalan mereka.7. Hutan Amazon yang sangat beragam dan kompleks dapat dikembalikan setelah kehancuran mereka oleh pertambangan melalui teknik penanaman kembali seperti dijelaskan di atas.Fosfat Restorasi TambangTambang fosfat yang umum di banyak bagian dunia tetapi sangat lazim di mana limnestone, kaya mineral apatit kaya fosfor, berlimpah. Diperkirakan 128.000 ha lahan telah secara drastis diubah oleh pertambangan fosfat di Florida tengah saja. Jika tidak direklamasi, tanah ini umumnya berakhir sebagai tanah liat menetap lubang, daerah luka saya dan overburden, dan deposit pasir bagian paling belakang. Brown et al. (1992) berpendapat untuk pemulihan lahan tambang tersebut karena melibatkan recontouring tanah ke bentuk yang dapat digunakan dan berkelanjutan secara ekologis, memulihkan air tanah dan permukaan air dinamika, dan meningkatkan suksesi ekologi. Peneliti berpendapat bahwa sukses suksesi lanskap berfungsi bisa memakan waktu selama 75 tahun dengan sumber benih avalibale, dan banyak kasus longerin daerah ditambang. Di antara akut masalah ost di tambang ini adalah air tanah berubah dan hidrologi permukaan air dan perubahan drastis dalam struktur tanah dan kimia dengan lapisan atas tanah dihapus.STUDI KASUSPentingnya studi kasus penyebaran refugia dan bibit pada pemulihan tambang fosfat----------------------------------------------------------------------------------------------------------------Brown et al. (1992) menunjukkan pemulihan sebagian kecil 13-ha fosfat daerah di pusat florida yang mana dibuat aliran lahan basah dan berliku-liku, dan penumbuhan pohon dan semak-semak, digunakan untuk memulihkan bagian tanah tambang fosfat (gambar 12.8) pertambangan. mereka menemukan bahwa bijinya alami dari hutan alam yang berdekatan oleh angin yang menurun pesat dari tepi hutan dan umumnya memiliki jarak pengaruh 45-60 m (gambar 12,9). pemencaran burung eeds juga terlihat di bawah dahan, dan tenggeran buatan yang penting, terutama untuk spesies semak. Kehadiran tenggeran danPemulihan tambang dan gangguan tanah

Gambar 12.8 hidrologi dan jaringan pemantauan penanaman dari gardinier pemulihan tambang fosfat yang terletak dekat Ft. meade di pusat florida. Struktur aliran keluar (Stasiun 10) mengalir ke sungai yang berdekatan, P, bertengger lahan basah; B, Danau perbatasan lahan basah, PZ, piezometers. Garis solid adalah lokasi vegetasi dan penampang lintang hidrologi. (dari Brown et al, 1992; copyright 1992; dicetak ulang dengan izin dari Elsevier sains)

Halangan dan tenggeran adalah jauh lebih penting daripada jarak dari sumber bibit, proyek penelitian ini juga menemukan bahwa penyebaran air bisa cukup penting jika ada hulu sumber bibit dan hilir menerima banjir.Temuan studi kasus florida termasuk rekomendasi berikut untuk jenis proyek pemulihan hutan hidrologi. Rekomendasi ini cukup umum bahwa mereka dapat diikuti pada setiap tambang tanah atau proyek pemulihan gangguan tanah (Brown et al, 1992).1. Sisa-sisa hutan pulau berfungsi sebagai refugia penting untuk sumber-sumber satwa liar dan bibit dan harus dipertahankan selama penambangan untuk mempercepat pemulihan. 2. Air penyebaran benih dapat menjadi penting jika hulu lahan basah yang tersisa utuh dan permukaan-air mengalir dipulihkan setelah pertambangan.12.3 Daratan dan pemulihan lahan terdegradasi

(b)Gambar 12.9 penyebaran angin dari bibit sebagai jarak dari hutan berdekatan foodplain ke letak pemulihan gardinier; (a) tingkat pengendapan bibit, 1985; (b) jumlah biji-bijian yang disimpan, Juli-Desember 1983. (data dari Brown et al, 1992)3. penyebaran burung dan angin dari bibit dapat menjadi penting untuk letak pola inti pemulihan. Penyebaran angin paling cepat terdekat ke sumber bibit dan turun secara eksponensial dari sumber. 4. penyebaran burung dari bibit dapat ditingkatkan oleh tenggeran burung dan persetubuhan, tetapi jika kondisi kelembaban tanah tidak ditemukan di lokasi ini, kelangsungan hidup bibit rendah.5. Area pengendapan tanah berlumpur, yang sering membuat lebih dari 60 persen tambang fosfat ini sering lebih berperan sebagai sumber air tanah daripada air permukaan. Ini menyarankan bahwa setiap lahan basah yang dipulihkan di daerah ini mungkin dirancang untuk menjadi airtanah daripada lahan basah permukaan air.6. Kontur tanah, ketinggian air tanah dan kondisi kelembaban tanah berikutnya yang mungkin antara faktor yang paling penting yang mengendalikan pemulihan sukses. Oleh karena itu, setelah membentuk ulang, lokasi harus dibiarkan sendiri uselama sekitar satu tahun sebelum ditanam untuk lebih menentukan kondisi kelembaban tanah.7. Pemulihan Penanaman riparian juga harus ditunda sampai pola air permukaan dan frekuensi banjir sepanjang Sungai ditentukan dan dialiri Sungai agak stabil.Rekonstruksi hutan di lingkungan perkotaan; pendekatan miyawaki Mengembalikan sistem alami di lingkungan perkotaan atau ramai cukup menantang. Tanah yang terkontaminasi, polusi udara dan air dan ruang terbatas membuat setiap upaya pemulihan cukup sulit. Akira miyawaki dan rekan-rekannya dan mahasiswa telah menggunakan pendekatan teknik ekologi selama bertahun-tahun untuk memulihkan ekosistem di Kepulauan Jepang. Pendekatan ini berbeda dengan pemulihan hutan atau terestrial yang lebih konvensional oleh kenyataan bahwa pemulihan akan mencoba untuk '' mengarahkan dan mengatur proses alami pemulihan untuk mendapatkan pola penanaman yang cocok dengan pola daerah diharapkan pada lokasi,'' sementara pendekatan teknik ekologi yang diperlukan dalam banyak kasus, '' langsung dan sengaja memanipulasi material alam untuk tujuan tertentu dalam desain buatan manusia '' (miyawaki dan golley 1993). Pendekatan kedua adalah berdasarkan (1) pengetahuan penanaman alami potensial, (2) pemahaman tentang pengecambahan dan pendirian biologi spesies dominan, dan (3) mengetahui metode penanaman bibit dalam jumlah besar di persemayaman yang disiapkan. Pengetahuan tumbuh-tumbuhan alami dari daerah memungkinkan rekonstruksi komunitas tumbuhan dengan cukup percaya diri dan menghindari kebutuhan untuk menggunakan tanaman asing. Jika hutan sedang dikembangkan, ini mungkin mulai dengan penanaman pohon kanopi, membiarkan tumbuhan bawah dan hewan datang kemudian (miyawaki dan golley, 1993).Langkah pertama dalam proses ini adalah pembentukan daerah tertentu. Miyawaki dan rekan-rekannya telah mengidentifikasi lebih dari 900 peta Jepang yang menunjukkan potensi vegetasi asli (miyawaki dan fujiwara, 1988) didasarkan pada lokasi penelitian sekitar tumbuhan dewasa yang ditemukan di sekitar Kuil Shinto, kuil Budha, dan desa-desa (miyawaki dan golley, 1993), dan iklim tertentu, karakteristik tanah, dan geologi dicatat untuk semua spesies. Ini mengakibatkan pemahaman ekologi lengkap dari setiap potensi tanaman sehingga spesies yang tepat dapat direkomendasikan untuk lokasi rekonstruksi apapun.Langkah kedua, memahami pengecambahan dan pembentukan masing-masing spesies, sangat penting untuk memastikan pertumbuhan yang kuat dari bibit dalam wadah untuk satu

12.3 Daratan dan pemulihan lahan terdegradasi

(a)

(b)Gambar 12.10 Pemulihan hutan kota di Jepang. (a) seribu dua ratus orang termasuk anak-anak sekolah, penanaman 15.000 bibit sepanjang kashihara mengelilingi Prefektur nara pada Maret 1977; (b)lokas yang sama setelah 15 tahun. Sabuk hutan perlindungan lingkungan 12-m telah terbentuk sepanjang jalan. (courtesy A.miyawaki; dicetak ulang dengan izin)

Dua tahun sebelum tanam. Karena sejarah panjang pengalaman ilmu perkebunan di Jepang, teknik untuk membolehkan penyebaran spesies terkenal. Langkah ketiga,penanaman sebenarnya pada lokasi adalah benar-benar sosial mendekati dimana bukan ahli, tetapi masyarakat lokal yang terlibat (gambar 12,10) setelah pengisian tanah yang tepat di daerah perkotaan atau penggunaan bambu untuk menanam di lereng terjal, penanaman dijadwalkan sebagai festival tanam yang meliputi otoritas lokal dan ratusan relawan dari sekolah dan kelompok lain. Kelompok dididik tentang pentingnya pemulihan hutan ini. Ada sedikit usaha untuk menanam sesuai rencana tepat lokasi untuk setiap tanaman, karena jumlah besar pekebun dan tanaman sudah menyebabkan pola kompleks distribusi pohon, hampir undangan untuk pola inti(miyawaki dan golley, 1993). Penanaman biasanya dibatasi untuk apa yang diantisipasi sebagai penanaman kanopi, dengan gagasan bahwa bagian bawah dan kalangan fauna akan datang secara alami seiring dengan waktu. Setelah berdaun, sedikit manajemen lebih lanjut diperlukan dan katakan adalah titik '' tidak ada manajemen merupakan manajemen yang baik '' penting untuk pembentukan sistem berkelanjutan. Spesies ditanam mengambil atas pola inti, bersaing atau sumber daya (dengan beberapa spesies dihapuskan), dan tertutup kanopi biasanya menghasilkan lima tahun. Biaya keseluruhan pendekatan ini adalah tingginya biaya awal untuk penelitian, pelatihan dan penyuluhan tanaman, tetapi hampir tidak ada biaya pemeliharaan sesudahnya.