Daftar Isi Buka

Cekricek.id — Kenaikan kadar gas metana di atmosfer bumi baru benar-benar terbaca oleh para pengukur udara pada 1980-an, jauh setelah karbon dioksida lebih dulu menyita seluruh perhatian ilmuwan iklim, dan sejak itu laju penambahannya bertahan pada kisaran lima hingga sepuluh bagian per miliar setiap tahun sebagaimana dilaporkan Reay dan koleganya pada 2018. Lahan basah menyumbang sekitar 23 persen dari seluruh emisi metana global, proporsi yang dihitung Reeburgh pada 2003 dan sejak itu dipakai sebagai titik tolak. Pertanyaan yang tersisa lalu mengerucut menjadi satu: lahan basah yang mana, dan seberapa besar bagian masing-masing.

Pertanyaan itulah yang ditelusuri Yaya Ihya Ulumuddin, peneliti pada Pusat Penelitian Oseanografi, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, Jalan Pasir Putih I Ancol Timur, Jakarta Utara, lewat artikel Metana: Emisi Gas Rumah Kaca dari Ekosistem Karbon Biru, Mangrove yang terbit di Jurnal Ilmu Lingkungan Volume 17 Nomor 2 tahun 2019, halaman 359–372. Ia tidak memasang sungkup di lumpur mana pun. Ia membaca. “Kajian pustaka ini didasarkan pada 154 makalah yang teridentifikasi di arsip daring Web of Science,” tulisnya, dan dari tumpukan itu hanya 35 makalah yang benar-benar melaporkan angka emisi metana.

Sampai 1980-an, Mangrove Dianggap Bisu

Selama bertahun-tahun mangrove diperlakukan sebagai penyimpan karbon yang nyaris tanpa cacat, sebuah ekosistem karbon biru yang menimbun karbon organik di sedimen dan tidak dicurigai mengembalikannya ke udara dalam bentuk gas yang jauh lebih kuat memerangkap panas. Alasannya bersifat kimiawi dan terdengar meyakinkan. Di lingkungan salin, bakteri pereduksi sulfat dan metanogen memperebutkan substrat yang sama, dan menurut hitungan energi Gibbs yang dipaparkan Ulumuddin, bakteri pereduksi sulfat hampir selalu memenangi perebutan itu. Selama sulfat air laut berlimpah, metanogen dianggap tidak kebagian bahan bakar.

Ulumuddin merangkum keyakinan lama itu dalam satu kalimat yang lugas. “Sebelumnya produksi metana di ekosistem mangrove dipandang bisa diabaikan karena prosesnya akan terganggu dengan adanya kandungan sulfat di lingkungan salin,” tulisnya. Konsekuensinya besar dan jarang disadari: bila neraca karbon mangrove disusun tanpa memperhitungkan metana sama sekali, maka jasa penyerapan karbon yang dilaporkan kepada publik berpotensi dihitung lebih murah hati daripada yang sebenarnya. Keyakinan itu bertahan bukan karena diuji berulang, melainkan karena hampir tidak ada yang repot mengujinya.

Angka Aselmann dan Crutzen dari Tahun 1989

Patokan kuantitatif yang dipakai selama puluhan tahun datang dari Aselmann dan Crutzen pada 1989, dua nama yang menyusun urutan pengemisi metana dari lahan basah air tawar mulai dari yang terkecil hingga terbesar, yakni bogs, fens, swamps, dan marshes, dengan rentang emisi antara 0,6 dan 11 miligram per meter persegi per jam. Angka itu, tulis Ulumuddin, secara umum masih lebih rendah daripada yang diemisikan persawahan yang mencapai 13 miligram per meter persegi per jam. Dari deretan itulah dugaan awal mengenai mangrove diturunkan, bukan dari pengukuran di mangrove sendiri.

Baru pada dekade berikutnya literatur khusus mangrove mulai terbentuk, dan bahkan itu pun sangat tipis. Penelusuran Ulumuddin di Web of Science pada 15 Desember 2018 menemukan kurang dari 200 makalah untuk kombinasi kata kunci mangrove dan metana. Sampai 2015 hanya ada 18 makalah yang melaporkan fluks gas metana, lalu bertambah 17 makalah lagi sesudahnya. Kajian metana dalam air poros hanya muncul di sembilan makalah, identifikasi mikrobioma tanah di 19 makalah, dan transpor metana lewat pompa pasang surut cuma di lima makalah sejak 2015.

Dua Angka Ganjil dari Biswas 2007 dan Chen 2010

Ketika angka-angka itu akhirnya dikumpulkan dalam satu meja, gambarannya justru menguatkan dugaan lama, setidaknya pada pandangan pertama. Sebagian besar pengukuran fluks metana dari sedimen mangrove mendekati nol atau bahkan tidak terdeteksi, dan Ulumuddin menyimpulkan fluks global dari sedimen mangrove umumnya jauh lebih kecil, di bawah 5 miligram per meter persegi per jam, dibandingkan lahan basah air tawar pada rentang Aselmann dan Crutzen tadi. Sebaran geografinya pun timpang: 27 makalah berasal dari Indo Pasifik Barat, dengan Cina sepuluh, India tujuh, Australia lima, dan Indonesia hanya satu.

Namun dua angka menolak masuk barisan. Chen dan koleganya pada 2010 melaporkan 82,69 miligram per meter persegi per jam, dan Biswas dan koleganya pada 2007 melaporkan 35,02 miligram per meter persegi per jam. Ulumuddin tidak membuang keduanya, tetapi juga tidak menelannya bulat-bulat. Chen dan koleganya, catatnya, mengidentifikasi adanya polusi nutrien yang tinggi di lokasi penelitian mereka. Biswas dan koleganya memakai metode eddy covariance, sehingga menurut Ulumuddin emisi yang terukur mungkin bukan hanya dari sedimen, melainkan juga dari permukaan perairan di sekitar mangrove.

Perbedaan alat ukur itu bukan perkara teknis kecil. Metode eddy covariance menghitung turbulensi vertikal di kolom udara di atas kanopi, sehingga yang tertangkap adalah fluks total ekosistem, termasuk kemungkinan dari permukaan batang pohon mangrove, sementara metode sungkup yang dipakai hampir semua kajian lain hanya membaca sepetak permukaan sedimen. Pola serupa muncul di perairan terpolusi: kajian di Sungai Adyar, India, melaporkan emisi hingga 33,29 miligram per meter persegi per jam, sedangkan laguna di Semenanjung Yucatan, Meksiko, yang dilaporkan Young pada 2005 hanya 0,05 sampai 1,5.

Jalan Ketiga yang Diusulkan Oremland pada 1982

Bagian paling menarik dari kajian ini bukan pada angka fluks, melainkan pada biokimia yang menopangnya. Metanogen dibedakan menjadi tiga kelompok menurut substrat yang dipakai: hidrogenotrof yang memakai karbon dioksida dan hidrogen, asetotrof yang memerlukan asam asetat, dan metilotrof yang memakai senyawa bergugus metil. Selama ini, tulis Ulumuddin, jalur hidrogenotrof dan asetotroflah yang dianggap jalur utama produksi metana di lahan basah, dan Conrad pada 2007 menghitung kontribusi jalur hidrogenotrofik secara stoikiometri mencapai dua pertiga dari total produksi metana.

Metanogen metilotrof sebenarnya sudah ditemukan pada akhir 1970-an lewat kerja Weimer dan Zeikus pada 1978 serta Patterson dan Hespell pada 1979, tetapi selama puluhan tahun jalur ini tetap diperlakukan sebagai kontributor minor yang boleh diabaikan dalam perhitungan. Titik baliknya datang dari Oremland dan koleganya pada 1982, yang mengajukan konsep substrat non-kompetitif dalam jalur biokimia pembentukan metana. Artinya sederhana tetapi mengubah banyak hal: ada bahan bakar yang tidak diperebutkan bakteri pereduksi sulfat, sehingga metanogen tetap bisa bekerja di air asin.

Bukti kuantitatifnya baru menyusul jauh kemudian. Zhuang pada 2014 melaporkan metanogen metilotrof di zona pereduksi sulfat berkontribusi 13 sampai 74 persen pada total produksi metana, sementara di sedimen yang rendah sulfat hidrogenotrof kembali dominan dengan 67 sampai 97 persen, dan asetotrof menyumbang 31 persen di sedimen yang kaya zat organik. Lyimo dan koleganya pada 2009 menemukan bakteri pereduksi sulfat dari mangrove memang dapat mereduksi metanol dan trimetilamina di laboratorium, tetapi pada laju yang jauh lebih lambat daripada pembentukan metana.

Zhuang dan Reshmi, Perdebatan yang Belum Ditutup

Di sinilah para peneliti mulai berselisih terbuka. Salinitas lama diperlakukan sebagai prediktor produksi metana biogenik di lingkungan laut, sebuah posisi yang disokong Ramesh dan koleganya pada 1997, Verma dan koleganya pada 2002, serta Koebsch dan koleganya pada 2013, dan Ulumuddin mencatat bahwa selama substrat non-kompetitif tidak ada, data kuantitatif selalu menunjukkan hubungan yang kuat antara salinitas dan produksi metana. Reshmi dan koleganya pada 2015 justru tidak menemukan pengaruh salinitas sama sekali di sedimen estuari Ashtamudi, India, karena di sana metanogen metilotrof melimpah.

Perselisihan serupa terjadi pada peran tumbuhan dan materi organik. Sejumlah kajian menemukan korelasi positif yang rapat antara karbon organik dan produksi metana, termasuk Yu dan koleganya pada 2013 dengan R kuadrat 0,94 serta Konnerup dan koleganya pada 2014 dengan R kuadrat 0,563. Sebaliknya Sutton-Grier dan Megonigal pada 2011 menemukan hubungan negatif antara biomassa di bawah tanah dan produksi metana dalam percobaan mesokosmos, dan menjelaskannya lewat suplai oksigen yang dimediasi tumbuhan ke zona akar, yang mengatur kompetisi antara mikroorganisme metanogen dan non-metanogen.

Suhu, yang secara naluriah dianggap pengendali utama aktivitas bakteri, ternyata juga tidak berdiri sendiri. Boon dan Mitchell pada 1995 mendapati laju metanogenesis tertinggi pada 30 derajat Celsius dan terendah pada 5 derajat, kecuali pada sedimen yang ditambahi metanol yang justru memuncak pada 20 derajat. Dutta dan koleganya pada 2013 menemukan korelasi positif antara suhu sedimen dan emisi dengan R kuadrat 0,35, sedangkan Purvaja dan koleganya pada 2004 melaporkan hubungan yang tidak signifikan dengan R kuadrat 0,078 pada 40 sampel.

Ulumuddin sendiri menahan diri untuk tidak menutup perkara. Ringkasan yang ia tarik dari 154 makalah itu berbunyi bahwa “emisi gas metana sedimen mangrove secara alami rendah tapi potensi produksi gas metana tinggi”, dua hal yang tidak boleh dipertukarkan. Ia juga menuliskan keterbatasan kajiannya tanpa ditutup-tutupi: “Sayangnya, data semacam ini masih langka, sehingga sulit untuk menyatakan apakah ekosistem mangrove berkontribusi besar terhadap emisi gas metana global atau tidak.” Sebagian metana yang terbentuk pun tidak pernah sampai ke udara karena dimakan metanotrof, yang menurut Vann dan Megonigal pada 2003 mereduksi 14 sampai 35 persen.

Yang tersisa adalah sebuah rantai yang belum sampai ke ujung. Aselmann dan Crutzen memberi patokan pada 1989, Oremland dan koleganya membuka jalan ketiga pada 1982, Zhuang memberi angkanya pada 2014, dan Reshmi menggoyang salinitas sebagai penjelas tunggal pada 2015. Kajian Ulumuddin menempatkan mangrove di tengah rantai itu, bukan di ujungnya, lalu menutup dengan dua belas pertanyaan penelitian yang sengaja dibiarkan terbuka untuk Indonesia, negeri yang sampai Desember 2018 baru menyumbang satu makalah dalam seluruh kepustakaan itu.