Inovasi Penderia CLTM: Alat Baharu Mencerap Karbon Dioksida

Pelepasan karbon dioksida (CO₂) yang disebabkan oleh pelbagai aktiviti manusia seperti pembakaran bahan api fosil, penebangan hutan dan proses perindustrian dikatakan antara penyebab utama perubahan iklim yang semakin ketara di seluruh dunia. Sejak tahun 1950-an, para penyelidik telah memantau peningkatan kepekatan CO₂ dalam atmosfera yang menunjukkan trend kenaikan dan keadaan ini amat membimbangkan.

Bagi mengkaji kesan peningkatan kepekatan CO₂ terhadap ekosistem, Institut Penyelidikan Perhutanan Malaysia (FRIM) telah menubuhkan sistem Free-Air Carbon Dioxide Enrichment (FACE) di dalam hutan simpan di Jerantut, Pahang berhampiran dengan Stesen Penyelidikan FRIM (SPF) Jengka. Sistem ini dikenali sebagai TekamFACE yang dibina di dalam hutan simpan kekal (HSK) untuk menguji keberkesanan pertambahan gas CO₂ dalam persekitaran hutan sebenar.

Sistem ini membolehkan para penyelidik mengkaji tindak balas secara langsung pelbagai spesies pokok dan komuniti hutan terhadap persekitaran dengan kepekatan CO₂ yang lebih tinggi daripada paras semasa. Melalui kajian ini, para penyelidik dapat mengenal pasti strategi adaptasi yang berkesan, khususnya dengan mengenal pasti spesies hutan yang menunjukkan toleransi tinggi atau rendah terhadap perubahan persekitaran yang berpunca daripada peningkatan CO₂, terutamanya di dalam hutan yang mengalami Sistem Pengurusan Secara Berkekalan.

Oleh itu, pemahaman masyarakat terhadap kesan perubahan iklim adalah penting, khususnya peningkatan CO₂ terhadap ekosistem hutan tropika. Hal ini berikutan pengetahuan dan pemahaman semasa tentang tindak balas hutan tropika terhadap peningkatan CO₂ yang tinggi, terutamanya di Malaysia masih kurang difahami.

Alat pencerap CO₂ yang berkualiti tinggi bukan sahaja penting untuk pelbagai aspek operasi, sama ada untuk pemantauan atau kajian, malah digunakan untuk keselamatan dan kesejahteraan manusia. Kemampuan dalam memberikan data yang tepat dan dipercayai membolehkan keputusan yang lebih baik dicapai dalam penganalisisan kualiti udara, kecekapan tenaga, pengawalan kadar pelepasan CO₂ dan dari sudut penelitian akademik. Oleh sebab itu, inovasi alat pencerap CO₂ yang baik merupakan langkah penting dalam menuju ke arah dapatan data yang lebih efisien.

CLTM ialah singkatan kepada perkataan carbon dioxide, light, temperature dan moisture. Alat ini merupakan gajet terbaharu yang mengalami proses inovasi daripada alat pencerap CO₂, cahaya, suhu dan kelembapan secara berasingan dan dijadikan sebagai satu alat.

Alat ini dinamakan sebagai penderia CLTM yang menjadi komponen utama dalam sistem TekamFACE. Alat ini berfungsi dalam pemantauan data persekitaran serta mengukur pelbagai parameter penting yang diperlukan untuk pemantauan dan analisis seperti kepekatan CO₂, keamatan cahaya, suhu, kelembapan udara dan tanah serta kelajuan angin.

Kelebihan utama penderia CLTM ini ialah kemampuannya untuk menggabungkan beberapa fungsi pengukuran yang biasanya memerlukan alat yang berbeza. Melalui pengintegrasian pengukuran CO₂, keamatan cahaya, suhu, kelembapan udara dan tanah serta kelajuan angin dalam satu alat, penderia CLTM menawarkan penyelesaian yang lebih efisien dan praktikal. Hal ini memudahkan pengguna kerana mereka tidak perlu mengendalikan dan menyelenggara beberapa peranti yang berasingan, sekali gus dapat mengurangkan kos dan kerumitan.

Selain itu, alat ini juga dilengkapi dengan paparan hablur cecair (LCD) kecil yang membolehkan pengguna melihat data dengan jelas walaupun dalam persekitaran yang gelap. Keupayaan ini merupakan kelebihan lain bagi memastikan data boleh dibaca dengan mudah tanpa perlu bergantung pada sumber cahaya tambahan.

Penderia CLTM juga mempunyai keupayaan untuk menghantar data secara langsung ke komputer dan awan melalui rangkaian kawasan setempat atau Local Area Network (LAN), Wireless Fidelity (Wi-Fi) serta Long Range (LoRA). Fungsi ini memudahkan pemantauan data secara masa nyata dan menyimpan maklumat dengan mudah untuk analisis yang selanjutnya. Penggunaan teknologi ini membolehkan data dipantau dan diuruskan dengan lebih berkesan, sekali gus menjadikannya sangat berguna untuk pelbagai aplikasi yang memerlukan pemantauan yang konsisten dan tepat.

Fungsi penderia CLTM dalam sistem TekamFACE bukan sahaja meningkatkan kecekapan dalam pemantauan persekitaran, malah menawarkan kemudahan penggunaan yang signifikan. Integrasi pelbagai fungsi dalam satu alat menjadikannya sebagai penyelesaian yang ideal untuk pengukuran dan pemantauan yang memerlukan pelbagai parameter. Alat ini memperlihatkan kemajuan teknologi, memudahkan kerja pencerapan data dan memberikan akses kepada data yang kritikal dengan lebih mudah dan efisien.

Penderia CLTM ini dipasang di sekitar heksagon TekamFACE agar sentiasa berada dalam julat yang ditetapkan, iaitu antara 500 putaran per minit (ppm) ke 600 ppm. Keperluan mendapatkan data kepekatan CO₂, keamatan cahaya, suhu serta kelembapan udara dan tanah dengan lebih jitu dan tepat sangat penting bagi kajian ekosistem hutan.

Kadar pertumbuhan tumbuhan sangat bergantung pada jumlah cahaya yang diterima. Cahaya merupakan faktor terpenting dalam proses fotosintesis kerana tenaga cahaya digunakan dalam proses metabolik yang paling asas bagi tumbuhan.

Apabila mengkaji kesan cahaya terhadap pertumbuhan tumbuhan, terdapat tiga perkara yang perlu dipertimbangkan, iaitu keamatan cahaya, tempoh dan kualiti cahaya yang diterima. Keamatan cahaya matahari semula jadi yang diterima oleh tumbuhan di hutan bergantung pada aras kanopi sesuatu tumbuhan tersebut.

Selain cahaya, kebanyakan tumbuhan turut mempunyai hubungan dengan turun naik suhu persekitaran. Suhu pada waktu malam yang lebih rendah membantu tumbuhan pulih daripada kehilangan kelembapan. Suhu yang terlalu rendah atau tinggi pula menyebabkan tekanan terhadap tumbuhan, menghalang pertumbuhan, mengalami kerosakan atau keguguran daun.

Tumbuhan memainkan peranan yang penting dalam kitaran CO₂. Melalui proses fotosintesis, tumbuhan hijau menggunakan cahaya matahari untuk mengubah CO₂ dan air (H₂O) menjadi glukosa (C₆H₁₂O₆) dan oksigen (O₂). Proses ini berlaku dalam kloroplas, iaitu tisu yang mengandungi pigmen hijau yang disebut klorofil. Dalam proses ini, tumbuhan membuat makanan dan membebaskan gas O₂ ke atmosfera.

Seterusnya, kelembapan atmosfera dinyatakan dalam bentuk peratusan, sama ada kelembapan di udara ataupun kelembapan tanah. Hal ini adalah penting kepada tumbuhan dalam menyesuaikan keadaannya akibat perubahan kelembapan. Kelembapan udara sangat mempengaruhi proses transpirasi, iaitu penguapan air daripada daun.

Pada kelembapan yang rendah, transpirasi meningkat kerana air lebih cepat menguap daripada daun. Hal ini menyebabkan tumbuhan kehilangan banyak air dan mengakibatkan tumbuhan menjadi tertekan dan layu. Pada kelembapan yang tinggi pula, transpirasi akan menjadi perlahan dan dapat membantu tumbuhan mempertahankan air tetapi keadaan ini menyebabkan proses fotosintesis menjadi lambat.

Dengan adanya alat yang sesuai, sama ada diletakkan di dalam kawasan kajian secara tetap ataupun alatan yang boleh dibawa ke mana-mana sahaja membolehkan dapatan maklumat secara berkala seperti cahaya, suhu, kelembapan dan CO₂ dapat diperoleh secara jitu dan tepat. Penderia CLTM amat penting dalam sesuatu kajian bagi mencerap data yang diperlukan, terutamanya bagi mendapatkan maklumat tentang persekitaran hutan.

Data yang diperoleh ini, sama ada melalui awan, simpanan komputer melalui pemacu kilat USB atau mikro SD menjadikan alat penderia ini sebagai satu daripada pilihan untuk mendapatkan data persekitaran.

Alat penderia CLTM telah dikembangkan daripada versi pertama sehingga prototaip mudah alih versi keempat. Alat ini mampu mencerap pelbagai data persekitaran termasuklah CO_2, keamatan cahaya, suhu udara, kelembapan udara, kelajuan angin serta mendapatkan maklumat suhu, kelembapan tanah dan keupayaan air di dalam pokok. Alat ini sememangnya bersifat serba boleh dan berkesan untuk pemantauan persekitaran yang lebih menyeluruh.

Sebagai kesimpulannya, para penyelidik dapat mengumpulkan data persekitaran secara lebih tepat dengan adanya alat penderia CLTM. Alat ini membolehkan para penyelidik memantau pelbagai parameter penting. Data ini sangat berharga untuk sesuatu kajian seperti perubahan iklim, pertanian, ekologi dan alam sekitar. Penderia CLTM berupaya membantu penyelidik dalam membuat keputusan yang lebih tepat dan berinformasi. Kajian yang dijalankan adalah sangat penting bagi memastikan sektor perhutanan dapat terus berkembang, seiring dengan perubahan iklim, sekali gus memelihara ekosistem untuk kelangsungan biodiversiti dan kesejahteraan manusia.

Azian Mohti (Pegawai Penyelidik), Nazarudin Ramli (Penolong Pegawai Penyelidik) dan Nurul Ain Abd Manaf (Pembantu Penyelidik), Cawangan Perubahan Iklim Perhutanan, Institut Penyelidikan Perhutanan Malaysia.