Abstrak
Model konseptual geologi, geomorfik, hidrologi, ekologi, dan biogeokimia dataran banjir sungai yang dikembangkan sejak pertengahan abad ke-20 mengarah pada konseptualisasi dataran banjir saat ini sebagai sistem integratif yang menyimpan dan mengubah beragam material, menyediakan sumber material yang dapat diangkut ke hilir, dan berfungsi sebagai ekosistem. Namun, pengakuan ilmiah dataran banjir sebagai komponen penting koridor sungai tidak sejalan dengan persepsi masyarakat dan kerangka hukum atau peraturan, yang biasanya memperlakukan saluran aktif dan dataran banjir sebagai entitas yang terpisah. Pengembangan pemahaman ilmiah integratif tentang dataran banjir ditinjau di sini, bersama dengan lima tantangan utama untuk kemajuan dalam memahami dan mengelola dataran banjir. Tantangan-tantangan ini meliputi: mengintegrasikan pemikiran, pengumpulan data, pemodelan, dan prediksi lintas disiplin ilmu dengan cara yang memfasilitasi pekerjaan praktisi dan regulator; penskalaan lintas waktu dan ruang; mengukur dan memprediksi umpan balik dan interaksi nonlinier; mengukur dan memprediksi ketahanan dan resistensi dataran banjir dan koridor sungai terhadap gangguan alam dan yang disebabkan manusia; dan mengomunikasikan ketidakpastian sosial dan teknis secara efektif dalam pengelolaan sungai.
Poin-poin Utama
Dataran banjir sungai merupakan sistem fisik, kimia, biologi integratif dan komponen utama koridor sungai
Persepsi masyarakat kontemporer dan kerangka peraturan tidak mencerminkan konsensus ilmiah ini
Ringkasan Bahasa Sederhana
Dataran banjir sungai merupakan ekosistem integratif tempat berbagai proses beroperasi bersama untuk menjaga kesehatan sungai. Dataran banjir sama pentingnya bagi kesehatan sungai seperti saluran itu sendiri, namun dataran banjir tidak memiliki perlindungan hukum yang diberikan kepada saluran sungai di banyak negara.
1 Pendahuluan
Sebagian besar negara memiliki kerangka hukum untuk melindungi saluran sungai dan sumber daya air terkait. Di Amerika Serikat, misalnya, pemerintah federal memiliki yurisdiksi atas saluran aktif di bawah tanda air tinggi biasa (Wohl et al., 2016) dan Undang-Undang Air Bersih melindungi kualitas air (Walsh & Ward, 2022). Komponen lain dari koridor sungai, seperti dataran banjir, biasanya tidak memiliki perlindungan tersebut dan berada di bawah kepemilikan pribadi (Tarlock & Albrecht, 2018), meskipun undang-undang yang relatif baru di Uni Eropa, seperti Water Framework Directive (2000) dan Floods Directive (2007), memfasilitasi perlindungan dan pemulihan dataran banjir (Hein et al., 2016). Kurangnya perlindungan hukum yang berkelanjutan untuk dataran banjir di banyak yurisdiksi politik dapat mencerminkan perbedaan mendasar dalam persepsi dataran banjir antara ilmuwan sungai dan lainnya. Saya membedakan di sini antara ilmuwan sungai, praktisi dan regulator, dan masyarakat umum, meskipun tumpang tindih dapat terjadi antara kelompok-kelompok ini. Ilmuwan sungai adalah mereka yang terlibat dalam penelitian dasar dan terapan di sungai. Praktisi adalah mereka yang memanipulasi sungai untuk meningkatkan karakteristik yang diinginkan. Praktisi dan manipulasi dalam konteks ini berkisar dari organisasi nonpemerintah dan konsultan lingkungan yang berupaya meningkatkan ketahanan sungai terhadap gangguan yang terkait dengan perubahan iklim (misalnya, Dadson et al., 2017; Norman et al., 2022; Skidmore & Wheaton, 2022), hingga teknisi yang berupaya mengurangi bahaya banjir atau meningkatkan kualitas air menggunakan pendekatan infrastruktur yang lebih tradisional (misalnya, Islam et al., 2024; Wenger, 2015). Regulator adalah mereka yang berada di berbagai tingkat pemerintahan yang mengawasi aktivitas praktisi dan masyarakat umum karena aktivitas ini memengaruhi sungai.
Dataran banjir dapat didefinisikan dengan beragam cara. Beberapa definisi didasarkan pada frekuensi genangan dalam konteks regulasi (misalnya, FEMA, 2023), seperti “dataran banjir 100 tahun” yang memiliki probabilitas 0,01 untuk tergenang dalam setiap tahun. Definisi lain didasarkan pada proses geomorfik yang menciptakan dan memelihara dataran banjir (misalnya, Nanson & Croke, 1992). Ahli ekologi mungkin mendefinisikan dataran banjir sebagai lahan basah yang berosilasi antara fase terestrial dan akuatik (Junk, 1997). Di sini, saya mendefinisikan dataran banjir sebagai permukaan aluvial yang relatif datar yang berdekatan dengan saluran yang tergenang setidaknya secara berkala oleh aliran rezim hidrologi kontemporer dan terdiri dari sedimen yang diendapkan oleh sungai (Wohl, 2021). Batas lateral genangan dataran banjir diatur oleh kombinasi besarnya debit banjir relatif terhadap pengangkutan saluran aktif, fitur topografi alami seperti dinding lembah dan teras, dan fitur buatan manusia seperti tanggul atau tanggul.
Dataran banjir merupakan bagian integral dari koridor sungai, yang meliputi saluran aktif, dataran banjir yang berdekatan, dan zona hiporeik di bawahnya (Harvey & Gooseff, 2015). Konsensus di antara ilmuwan sungai adalah bahwa koridor sungai merupakan sistem terpadu di mana proses, bentuk, dan fungsi saluran aktif, dataran banjir, dan zona hiporeik saling memengaruhi secara kuat (Fausch et al., 2002; Han et al., 2022; Torgersen et al., 2022; Ward & Packman, 2019). Integrasi dalam konteks ini mengacu pada (a) pertukaran material dan organisme di antara komponen koridor sungai saluran, dataran banjir, dan zona hiporeik dan (b) interaksi antara material dan proses fisik (air, sedimen) dan kimia (zat terlarut), serta organisme. Pertukaran material dan organisme terjadi di sepanjang tiga dimensi utama longitudinal (hulu-hilir), lateral (saluran-dataran banjir), dan vertikal (permukaan-bawah permukaan) (Ward, 1989). Contoh interaksi fisika-kimia-biologi meliputi: vegetasi tepi sungai berkayu yang berkecambah sebagai respons terhadap dinamika air dan sedimen tetapi kemudian juga memengaruhi dinamika tersebut dengan menciptakan resistensi aliran dan mengubah resistensi erosi substrat (Bywater-Reyes et al., 2022; Corenblit et al., 2015); ikan seperti salmon yang mengubah distribusi ukuran butiran dan transportasi sedimen dalam saluran dalam proses menciptakan tempat pemijahan (Hassan et al., 2008); gajah dan kuda nil yang, dalam menggunakan habitat dataran banjir selama musim kemarau, membuat jalur dan kubangan yang kemudian memusatkan aliran di tepi sungai pada dataran banjir dan memfasilitasi pembentukan saluran sekunder yang terbelah (McCarthy et al., 1998); dan saluran tempat pertumbuhan alga berkontribusi besar terhadap akumulasi travertine dan pembentukan morfologi saluran kolam berundak (Fuller et al., 2011).
Pemutusan hubungan secara artifisial dari salah satu komponen koridor sungai, seperti tanggul buatan manusia yang memutus dataran banjir dan saluran, mengubah proses dan bentuk dalam koridor sungai dengan cara yang dapat mengurangi layanan ekosistem (Knox et al., 2022). Tanggul buatan manusia, misalnya, dapat mengurangi redaman aliran puncak (Heine & Pinter, 2012), penyerapan nutrisi secara biologis (Gordon et al., 2020; Kang & Stanley, 2005), dan habitat, biomassa, serta keanekaragaman hayati di koridor sungai (Roni et al., 2019; van Rees et al., 2024). Pemahaman ilmiah tentang integrasi dalam koridor sungai umumnya tidak tercermin, namun, dalam kerangka hukum yang mengatur pengelolaan sungai atau penggunaan sumber daya sungai (misalnya, Colvin et al., 2019; Doyle & Bernhardt, 2011; Nadeau & Rains, 2007), yang cenderung berfokus pada saluran aktif dan sebagian besar mengabaikan dataran banjir dan zona hiporeik. Tujuan utama dari komentar ini adalah untuk meninjau secara singkat bagaimana para ilmuwan dari berbagai disiplin ilmu telah mengonseptualisasikan dataran banjir dari waktu ke waktu sebagai sarana untuk memberikan wawasan tentang perkembangan pandangan ilmiah integratif saat ini tentang dataran banjir.
2 Konseptualisasi Dataran Banjir
2.1 Persepsi Tradisional tentang Dataran Banjir
Orang-orang telah mengonseptualisasikan dataran banjir dengan berbagai cara selama ribuan tahun. Sebelum abad ke-20, dataran banjir sebagian besar dipandang dalam konteks utilitas sebagai area untuk penggunaan manusia (misalnya, tanaman, penggembalaan, kota) atau area yang harus diputuskan dari saluran aktif untuk memfasilitasi pengangkutan di saluran aktif untuk pengendalian banjir, navigasi, atau pembuangan limbah (misalnya, Alexander et al., 2012; Andreadis et al., 2022; Tockner & Stanford, 2002)
2.2 Model Konseptual Ilmiah Dataran Banjir
Pengenalan pola karakteristik pergerakan sedimen antara saluran aktif dan dataran banjir (Wolman & Leopold, 1957) mengarah pada konseptualisasi arsitektur sedimen di dataran banjir (Allen, 1965; Miall, 1987) dan morfologi dataran banjir serta stabilitas relatif (Nanson & Croke, 1992). Pengenalan analogi tingkat biomassa dan keanekaragaman hayati yang tinggi (Ward et al., 1999) yang dikaitkan dengan pergerakan longitudinal, lateral, dan vertikal material dan organisme secara teratur di dalam koridor sungai (Baxter et al., 2005; Junk et al., 1989; Ward, 1989) dan sifat ganda dataran banjir sebagai daratan dan terendam oleh aliran atau genangan air (McClain et al., 2003), menyebabkan konseptualisasi pentingnya gangguan alam periodik seperti banjir dalam penataan ekosistem koridor sungai (Arscott et al., 2002). Simulasi hidrologi yang mampu memodelkan pertukaran lateral dan vertikal air yang bergerak memfasilitasi pengenalan dataran banjir sebagai sumber infiltrasi untuk air hiporeik dan air tanah (Jolly et al., 1993) dan sebagai area yang sangat efektif dalam melemahkan aliran puncak (Lininger & Latrubesse, 2016; Woltemade & Potter, 1994).
Koridor sungai dapat dianggap dalam skala jangkauan—didefinisikan di sini sebagai koridor sungai yang berkesinambungan dengan geometri yang konsisten dan peningkatan linier di hilir pada area drainase—yang mungkin panjangnya puluhan meter di sungai hulu dan puluhan kilometer di sungai dataran rendah yang besar (urutan aliran ke-6 atau lebih besar). Konseptualisasi awal sungai alami (bukan yang direkayasa) difokuskan terutama pada saluran aktif dan menekankan tren longitudinal bertahap (misalnya, geometri hidraulik hilir, Leopold & Maddock, 1953, atau konsep kontinum sungai, Vannote et al., 1980). Pengenalan perubahan spasial yang berbeda dalam bentuk, proses, dan fungsi pada batas jangkauan menyebabkan konsep diskontinuitas serial (Ward & Stanford, 1983) dan kemudian diskontinuitas sungai (Poole, 2002), domain proses geomorfik (Montgomery, 1999), dan gaya sungai (Brierley & Fryirs, 2000). Konsep diskontinuitas serial difokuskan pada perubahan longitudinal dalam struktur dan fungsi sungai (misalnya, suhu air sungai, kelimpahan spesies akuatik, ukuran substrat) yang terkait dengan bendungan, dengan fokus pada saluran aktif. Iterasi selanjutnya dari model konseptual ini diperluas untuk mencakup konektivitas saluran-dataran banjir (Ward & Stanford, 1995). Domain proses geomorfik menekankan diskontinuitas longitudinal dalam rezim gangguan seperti banjir dan gerakan massa dan variasi longitudinal terkait dalam gradien lembah dan bentuk dasar saluran (Montgomery, 1999). Konsep ini tumbuh dari klasifikasi skala jangkauan yang difokuskan pada saluran aktif berdasarkan perubahan longitudinal dalam tipe bentuk dasar yang dominan (Montgomery & Buffington, 1997). Konsep domain proses geomorfik kemudian diterapkan pada variasi longitudinal dalam dinamika sedimen (Wohl, 2010), komunitas riparian (Polvi et al., 2011), dan ekosistem sungai (Bellmore & Baxter, 2014). Secara analogis, gaya sungai menggunakan perubahan longitudinal pada bentuk dasar saluran, bentuk dasar, substrat dasar, morfologi dataran banjir, dan vegetasi dataran banjir untuk membedakan masing-masing daerah aliran sungai (Brierley & Fryirs, 2000).
Kuantifikasi proses biogeokimia dan stok nutrisi mengungkapkan bahwa koridor sungai secara signifikan memengaruhi siklus karbon global melalui emisi gas (Cole et al., 2007) dan penyimpanan karbon organik dalam biota dan tanah dataran banjir (Wohl et al., 2012, 2017). Heterogenitas spasial dan temporal fluks dalam dataran banjir menciptakan reaktor biogeokimia (Appling et al., 2014; Bouchez et al., 2012) dengan berbagai jenis titik kendali biogeokimia (Bernhardt et al., 2017). Lahan basah dan danau dataran banjir memainkan peran penting dalam dinamika nutrisi (Wollheim et al., 2018).
Proses dan bentuk dataran banjir mencerminkan interaksi kompleks dan nonlinier antara material dan organisme hidup mulai dari komunitas mikroba hingga vegetasi dan hewan dataran banjir berkayu (Castro & Thorne, 2019; Collins et al., 2012). Interaksi ini terjadi dalam konteks koridor sungai (Harvey & Gooseff, 2015) atau bentang sungai (Fausch et al., 2002), yang menekankan pertukaran tiga dimensi dalam koridor sungai dan pertukaran dengan dataran tinggi yang berdekatan (Baxter et al., 2005), seperti yang awalnya diartikulasikan oleh Hynes (1975).
2.3 Ilmu Kontemporer tentang Dataran Banjir
Mensintesiskan model konseptual pada Gambar 1 menunjukkan bahwa dataran banjir adalah sistem integratif yang (a) menyimpan dan mengubah air permukaan dan bawah permukaan, zat terlarut, sedimen, bahan organik partikulat, dan kayu besar secara biogeokimia (Appling et al., 2014; Bhowmik & Stall, 1979; Tockner et al., 1999; Wohl, 2020), (b) menyediakan sumber material yang dapat diangkut ke hilir (Dunne et al., 1998; Moustakidis et al., 2024; Robertson et al., 1999), dan (c) berfungsi sebagai ekosistem (Bayley, 1995; Petsch et al., 2023). Pola biofisik skala daerah tangkapan hingga jangkauan dataran banjir diatur oleh iklim dan geologi (Annis et al., 2022; Gibling, 2006; Hynes, 1975; Notebaert & Piégay, 2013). Dalam pola ini, interaksi dan umpan balik menciptakan konfigurasi dan dinamika nonlinier (misalnya, Camporeale et al., 2013; Chen et al., 2020; Collins et al., 2012). Heterogenitas spasial dan temporal yang dihasilkan serta konektivitas 3D dalam daerah tangkapan, jaringan sungai, dan koridor sungai skala jangkauan merupakan komponen mendasar dari proses dan bentuk dataran banjir (Heiler et al., 1995; Stoffers et al., 2022).
Efek hutan besar pada proses dan bentuk koridor sungai memberikan contoh interaksi dalam pola yang ditetapkan oleh iklim dan geologi. Tumpukan kayu gelondongan yang membentang di sepanjang saluran aktif dapat menciptakan genangan air dan kolam gerusan hilir di lembah yang dibatasi secara lateral, tetapi efek ini cenderung relatif sementara karena ketidakmampuan tumpukan kayu gelondongan untuk menahan gaya hidrolik banjir besar (Wohl, 2011). Batuan dasar yang kurang kuat atau sejarah glasial dapat mengakibatkan segmen lembah yang lebih lebar di sepanjang sungai yang sama. Tumpukan kayu gelondongan yang terbentuk di segmen-segmen ini cenderung lebih persisten (Wohl & Iskin, 2022; Wohl & Scamardo, 2021) dan menciptakan avulsi saluran, bentuk dasar saluran yang beranastomosis, dan hutan dataran banjir yang lebih beragam (Collins et al., 2012; Livers et al., 2018).
Efek variasi temporal dalam besaran dan frekuensi banjir memberikan contoh lain dari interaksi nonlinier dalam pola iklim dan geologi. Sejumlah penelitian dari daerah kering di Amerika Serikat bagian barat menunjukkan bahwa penurunan multi-dekade dalam besaran dan frekuensi banjir dapat berhubungan dengan peningkatan jenis saluran yang terbelah yang dikenal sebagai arroyo (Aby, 2017; Graf, 1983) dan perambahan bertahap oleh vegetasi tepi sungai yang berkayu, penyempitan saluran, dan pengembangan saluran tunggal yang berkelok-kelok di saluran dasar pasir yang tidak terbelah (Friedman & Lee, 2002; Jaquette et al., 2005). Ketika besaran dan frekuensi banjir meningkat, terjadilah sayatan saluran di arroyo (Webb, 1987). Saluran yang sebelumnya ditumbuhi vegetasi dan berkelok-kelok dapat berubah menjadi bentuk bidang yang dijalin dengan vegetasi tepi sungai yang berkayu minimal (Friedman et al., 1996).
Keadaan koridor sungai alternatif berupa padang rumput berang-berang dan padang rumput rusa memberikan contoh ketiga dari interaksi nonlinier dari belahan bumi utara. Di dalam koridor sungai yang relatif lebar di sungai berukuran kecil hingga sedang (aliran puncak kurang dari ∼3 m di atas dasar saluran), berang-berang (Castor spp.) dapat membuat banyak bendungan dan jaringan kanal (Grudzinski et al., 2020; Larsen et al., 2021). Padang rumput berang-berang yang dihasilkan (Ives, 1942; Polvi & Wohl, 2012), memiliki konektivitas lateral dan vertikal yang tinggi, konektivitas longitudinal yang terbatas, muka air tanah dataran banjir yang tinggi dan genangan air yang melimpah serta lahan basah dataran banjir, bentuk dasar saluran yang beranastomosis, dan produktivitas primer yang tinggi serta seresah dari tanaman dataran banjir (Westbrook et al., 2006). Tanah jenuh yang kaya organik membentuk serapan karbon (Laurel & Wohl, 2019; Wohl et al., 2012) dan konektivitas lateral dan vertikal yang tinggi serta aliran pertukaran hiporeik yang ditingkatkan mendorong penyerapan nutrisi (Naiman et al., 1994). Ketika berang-berang menghilang dan bendungan tidak lagi berfungsi, aliran puncak cenderung terkonsentrasi di satu saluran tunggal yang membelah, muka air tanah dataran banjir dan produktivitas primer menurun, dan koridor sungai memiliki tingkat penyimpanan karbon dan penyerapan nutrisi yang lebih rendah, meskipun pola dasar yang ditetapkan oleh iklim dan geologi belum tentu berubah.
2.4 Tantangan untuk Kemajuan dalam Memahami dan Mengelola Dataran Banjir
Setidaknya ada lima tantangan untuk kemajuan dalam memahami dan mengelola dataran banjir dalam konteks yang dijelaskan di atas. Masing-masing tantangan ini melibatkan pemahaman dan fokus penelitian dalam konteks ilmu dasar, tetapi juga ilmu terapan seperti yang digunakan oleh praktisi dan regulator sungai.
Tantangan pertama melibatkan pengintegrasian pemikiran, pengumpulan data, pemodelan, dan prediksi lintas disiplin ilmu dengan cara yang memfasilitasi pekerjaan praktisi dan regulator. Ilmuwan sungai yang bekerja di bidang hidrologi, hidraulika, dan transportasi sedimen, misalnya, telah membuat kemajuan besar dalam model numerik 2D yang menggabungkan hidraulika dan transportasi sedimen berukuran pasir dan lebih halus selama beberapa dekade terakhir (Vowinckel, 2021). Namun, model yang umum digunakan oleh praktisi dan komunitas regulasi cenderung memperlakukan dataran banjir sebagai permukaan statis yang kedap air, bukan permukaan yang permeabel yang secara topografi dan stratigrafi dinamis selama banjir tunggal dan yang memiliki umpan balik yang terus berkembang di antara hidraulika, topografi, dan kekasaran hidraulika yang disebabkan oleh vegetasi (Bates, 2022; Wohl, 2021).
Prediksi lintas disiplin ilmu di sini mengacu pada kuantifikasi interaksi antara proses yang terjadi di koridor sungai yang secara tradisional menjadi fokus berbagai disiplin ilmu. Prediksi konsentrasi nitrat yang efektif, misalnya, kemungkinan akan memerlukan integrasi lintas pengetahuan dari biogeokimia (dinamika nitrogen), hidrologi (pasokan dan transportasi zat terlarut), ekologi akuatik dan riparian (penyerapan nutrisi secara biologis), dan geomorfologi (heterogenitas spasial koridor sungai yang memfasilitasi konektivitas lateral dan vertikal) (Li et al., 2021; Wollheim et al., 2018). Model numerik yang mencakup rangkaian umpan balik terbatas sedang dikembangkan secara aktif oleh komunitas penelitian. Contohnya berasal dari simulasi vegetasi dan morfodinamika sungai (transportasi sedimen, bentuk dasar saluran, migrasi saluran, topografi dataran banjir) (Kleinhans et al., 2018; van Oorschot et al., 2016); interaksi biogeomorfik dalam konteks pembangunan bendungan dan perubahan iklim (van Oorschot et al., 2018) atau pembongkaran bendungan (van Oorschot et al., 2022); dan keanekaragaman habitat sungai dalam kaitannya dengan rezim aliran (Nones, 2019). Namun, masih ada kebutuhan untuk memperluas jenis umpan balik yang disimulasikan dalam model-model ini, seperti dalam contoh konsentrasi nitrat, dan untuk membuat penggunaan model dan pemahaman prediktif potensial lebih mudah diakses oleh komunitas praktisi dan regulator.
Tantangan kedua adalah penskalaan lintas waktu dan ruang. Proses dataran banjir pada dasarnya multiskala dan penggunaan data yang bervariasi secara spasial dalam model terdistribusi dapat memfasilitasi simulasi dan prediksi dengan resolusi yang lebih tinggi daripada model yang digabung. Namun, nonlinieritas proses, ketergantungan skala temporal dan spasial, observabilitas dan heterogenitas sistem, dan ekuifinalitas parameter menciptakan tantangan substansial untuk pemodelan terdistribusi (Fatichi et al., 2016). Secara analogis, simulasi interaksi biokimia di dataran banjir diperlukan, tetapi menggabungkan proses dan komponen tambahan ke model meningkatkan ruang parameter dan jumlah kendala pada respons sistem (Fatichi et al., 2016). Sebagian besar studi yang melibatkan pengukuran langsung proses dan bentuk sungai berfokus pada skala spasial yang relatif kecil dan skala temporal yang pendek. Wawasan yang dihasilkan dapat menyimpang secara signifikan dari pengamatan pada skala spasial yang lebih besar dan skala temporal yang lebih panjang dan dapat dibatasi oleh karakteristik spesifik dari lokasi pengukuran (misalnya, Li et al., 2021). Baik pengamatan langsung maupun simulasi model menunjukkan nonlinieritas dalam proses dan bentuk di dalam sungai yang membuat pertimbangan skala sangat penting. Contohnya termasuk titik kontrol ekosistem biogeokimia tempat reaktan terakumulasi hingga ambang batas terlampaui (Bernhardt et al., 2017); manik-manik sungai dengan batas lateral bawah di sungai pegunungan yang secara tidak proporsional penting bagi biomassa dan keanekaragaman hayati (Bellmore & Baxter, 2014; Hauer et al., 2016; Wohl et al., 2018) atau pertukaran air tanah-dataran banjir (Schulz et al., 2024); dan jumlah ambang batas kayu mati yang tumbang di koridor sungai yang memicu perubahan dalam mobilitas saluran dan bentuk dasar sungai (Collins et al., 2012; Wohl, 2011), heterogenitas spasial dan habitat, biomassa, serta keanekaragaman hayati terkait (Venarsky et al., 2018). Komunitas penelitian semakin menekankan perlunya model skala daerah tangkapan air dan prediksi efek kumulatif tindakan pengelolaan skala jangkauan (misalnya, Follett et al., 2024; Li et al., 2021; Wymore et al., 2023), tetapi model dan prediksi seperti itu tetap menjadi tantangan besar.
Mengukur dan memprediksi umpan balik dan interaksi nonlinier merupakan tantangan utama ketiga untuk memahami dataran banjir. Respons vegetasi dataran banjir terhadap perubahan kondisi hidrologi, misalnya, berbeda dengan karakter banjir (Thapa et al., 2016). Banjir memulai umpan balik dalam bentuk siklus adaptif di mana rincian genangan banjir dataran banjir mendorong produktivitas vegetasi melalui siklus adaptif daripada sekadar keadaan ada/tidaknya air. Produktivitas vegetasi kemudian memengaruhi luas spasial dan kepadatan vegetasi serta kekasaran hidrolik dan genangan banjir dataran banjir (Thapa et al., 2016). Secara lebih umum, prediksi banjir konvensional bergantung pada geometri saluran statis, namun perubahan aliran, pasokan sedimen, dan vegetasi mengubah geometri dan pengangkutan banjir koridor sungai, sehingga luas dan frekuensi genangan banjir dapat diperkuat atau dilemahkan dengan cara yang tidak terduga (Call et al., 2017). Umpan balik antara air, sedimen, dan topografi dataran banjir, kekasaran hidrolik, dan biota dataran banjir dapat mengubah kompleksitas permukaan dataran banjir (Scown et al., 2016), pelemahan fluks hilir (Wohl et al., 2022), dan pertukaran hidrologi dan biogeokimia permukaan-bawah permukaan (Gambill et al., 2025) pada rentang waktu dari durasi satu banjir hingga beberapa banjir. Interaksi ini dapat terjadi dalam rentang waktu yang lebih lama daripada durasi banyak kampanye pengukuran terfokus (Laudon & Sponseller, 2018; Liu et al., 2021) dan karakterisasi umpan balik yang efektif dapat memerlukan pengukuran beberapa parameter dari skala submeter hingga setidaknya skala jangkauan (misalnya, Gomez-Velez et al., 2015; Tiwari et al., 2017). Mengukur dan memperkirakan ketahanan dan resistensi dataran banjir dan koridor sungai terhadap gangguan alam (misalnya kebakaran hutan, banjir) dan gangguan yang disebabkan manusia (misalnya tumpahan bahan kimia) menghadirkan tantangan utama lain bagi pemahaman ilmiah integratif tentang dataran banjir. Ketahanan digunakan dalam berbagai konteks dan didefinisikan dengan cara yang berbeda (Thoms et al., 2018; Wohl, 2024). Bahasa Indonesia: Ada sedikit konsensus tentang cara mengukur atau memprediksi ketahanan sungai (Thoms & Fuller, 2024; Wohl et al., 2024), namun ketahanan—jika didefinisikan sebagai kemampuan suatu sistem untuk memulihkan fungsi setelah gangguan—sangat penting mengingat situasi saat ini dari perubahan rezim aliran, sedimen, kayu besar, dan zat terlarut, serta perubahan iklim, komunitas biotik, dan perubahan manusia terhadap daerah tangkapan air, jaringan sungai, dan jangkauan sungai individu (Flores et al., 2017; Hulse & Gregory, 2004; Karpack et al., 2020). Contoh bagaimana ketahanan telah dikarakterisasi meliputi: penyimpanan sedimen sementara di koridor sungai hulu setelah gangguan besar seperti kebakaran hutan, dengan penyimpanan hulu melemahkan denyut sedimen hilir (Triantafillou & Wohl, 2024); persistensi organisme selama dan setelah gangguan (Van Looy et al., 2019); ketahanan fungsi langkah-langkah pemulihan sungai (Tullos et al., 2021); pemulihan atau ketahanan proses morfodinamik yang mempertahankan morfologi sungai setelah gangguan (Hoitink et al., 2020); dan ruang yang cukup dalam koridor sungai (yaitu, tidak adanya stabilisasi tepian sungai atau tanggul buatan manusia) untuk memungkinkan sistem menyesuaikan diri secara fisik terhadap perubahan masukan air dan sedimen (Biron et al., 2014). Tampaknya tidak mungkin bahwa satu set metrik ketahanan akan pernah cukup luas berlaku untuk keragaman sungai di dunia, tetapi mengembangkan serangkaian metrik untuk berbagai jenis bentuk dan fungsi sungai akan sangat membantu.
Terakhir, pemahaman kita tentang ekosistem sungai pasti dibatasi oleh kompleksitas sistem. Hal ini menciptakan ketidakpastian dalam pemahaman dasar karena kurangnya informasi serta variasi acak yang melekat (Warmink et al., 2017) dan ketidakpastian ini dapat sulit diterjemahkan ke dalam praktik dalam konteks pengelolaan sungai. Ketidakpastian sosial dan teknis terjadi dalam pengelolaan sungai (Warmink et al., 2017). Ketidakpastian teknis dapat mencakup kompleksitas sistem dan pemahaman terbatas tentang interaksi di antara berbagai variabel di dataran banjir, serta rentang variabilitas alami dan historis versus keadaan baru di masa mendatang dalam konteks perubahan iklim dan penggunaan lahan (Duxbury et al., 2024; Francis, 2014; Judd et al., 2023). Ketidakpastian teknis merupakan inti dari empat tantangan pertama yang diuraikan di atas. Meskipun pembelajaran mesin semakin banyak diterapkan untuk mengurangi ketidakpastian prediksi (misalnya, Sharafati et al., 2020), mampu mengomunikasikan ketidakpastian secara efektif kepada nonilmuwan tetap menjadi tantangan mendasar (Gustafson & Rice, 2020). Ketidakpastian sosial dapat berasal dari berbagai perspektif dan kerangka masalah seperti restorasi sungai atau pengendalian banjir, dari bias kognitif, dan dari ambiguitas yang diakibatkan oleh kebingungan di antara para pemangku kepentingan karena adanya berbagai interpretasi yang valid dan terkadang bertentangan
3 Kesimpulan
Yang sama pentingnya dengan tantangan bagi kemajuan ilmiah dalam memahami dataran banjir adalah tantangan menerjemahkan perspektif integratif ilmu sungai kontemporer ke dalam pengelolaan sungai integratif dan perlindungan hukum untuk seluruh koridor sungai. Karena konseptualisasi sungai sebagai koridor sungai atau bentang sungai semakin diadopsi oleh praktisi dan regulator sungai, hal ini akan memfasilitasi pengakuan hukum atas perlunya melindungi sungai di luar saluran aktif dalam batasan yang diciptakan oleh kepemilikan tanah yang ada dan pemutusan hubungan dataran banjir. Mengomunikasikan kepada masyarakat umum gagasan bahwa (a) sungai mencakup dataran banjir dan zona hiporeik, serta saluran aktif, dan (b) bentuk, proses, dan fungsi sungai bergantung pada proses fisik, kimia, dan biologis yang ditantang oleh masyarakat manusia untuk memahami dan memanipulasi tanpa konsekuensi negatif yang tidak diinginkan, tetap menjadi tantangan penting bagi ilmuwan sungai.
