Durusu kumul ağaçlandırmasında topraktaki organik karbon miktarının tahmininde bazı modellerin karşılaştırılması
Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Orman Mühendisliği Anabilim Dalı Başkanlığı, Türkiye
Tez Danışmanı: Doğanay Tolunay
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Desteklendiği Program: Diğer
Özet:
Karbon, ormanlarda bitkisel kütle, ölü örtü, ölü odun ve toprak havuzlarında depolanabilmektedir. Bu nedenle ormanlar dünyadaki en önemli karbon havuzlarıdır. Ormanlar, fotosentezle atmosferdeki CO2'yi önce bitkisel kütlede bağlaması ve ölen ağaç bileşenleri ile karbonun ölü örtü, ölü odun ve topraklarda birikmesiyle iklim değişikliğinin azaltılmasına katkı sağlamaktadır. Son yıllarda net sıfır karbon emisyonu yaklaşımı önem kazanmış ve çoğu ülke, önümüzdeki otuz yıl içinde bu hedefe ulaşacağını açıklamıştır. Net sıfır karbon emisyonu, insan etkinlikleriyle atmosfere salınan sera gazlarıyla karbon yutak alanlarında atmosferden alınan CO2 miktarının eşit olmasıdır. Bu nedenle ülkelerin tüm karbon yutak alanlarındaki karbon stok değişimlerini belirlemesi gerekmektedir. Sera gazları ulusal envanterlerinde, aralarında Türkiye'nin de olduğu çok sayıda ülke, orman ekosistemlerinde sadece canlı ağaçlardaki karbon stok değişimlerini raporlayabilmektedir. Ölü örtü, ölü odun ve TOK havuzlarında ise hesaplama yapılamamaktadır. Bu havuzlardaki stok değişimleri ya stok değişimi yöntemiyle hesaplanabilmekte ya da veri mevcudiyetine göre modelleme çalışmalarıyla tahmin edilmektedir. Dünya genelinde TOK havuzlarını tahmin etmek için geliştirilmiş çok sayıda model bulunmaktadır. Orman ekosistemlerindeki ağaçların büyümesi, ölü örtü dökümü ve ölü örtünün ayrışmasını esas alarak geliştirilen bu modellerin çalıştırılabilmesi için bu olaylara dair verilere ihtiyaç bulunmaktadır. Farklı ülke ya da bölgeler için geliştirilen modellerin yeni bir bölge ya da ülkede test edilmesi, doğrulanması ve kalibrasyonu gerekmektedir. Model girdileri olarak adlandırılan ve çoğunlukla yaşa bağlı hacim ya da bitkisel kütle verileri, ölü örtü döküm ve ayrışma oranlarının çalışma alanına özgü geliştirilmesi modellerin tahmin başarısını arttırmaktadır. Ülkemizde orman TOK havuzlarındaki stok değişimlerinin modellerle tahmin edildiği çalışmalar oldukça sınırlıdır. Bu eksikliği gidermek için Kanada Orman Sektörü Karbon Bütçe Modeli (CBM-CFS3) ve Orman Bitkisel Kütlesi ve Ölü Organik Madde Karbonu (FBDC) isimli modellerin ülkemizde test edilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla İstanbul ilinin Arnavutköy ilçesine bağlı Durusu (Terkos) Kumulundaki fıstık çamı (Pinus pinea L.) ve sahil çamı (Pinus pinaster Ait.) ağaçlandırmalarında çalışılması planlanmıştır. Çalışma alanı olarak kumul ağaçlandırmasının seçilmesinin nedeni 50 yıl öncesine kadar boş olan ve dolayısıyla toprak organik karbon stokları oldukça düşük olan kumulların ağaçlandırmayla TOK havuzlarında karbon birikimi olacağının varsayılmasıdır. Çalışmada fıstık çamı ve sahil çamı ağaçlandırmalarından 3 farklı meşcere tipinden 7 tekrarlı olarak örnek alanlar seçilmiştir. Bu alanlarda 1 yıl süreyle ölü örtü dökümü takip edilmiş ve çeşitli ağaç bileşenlerinin (ibre, ince ve kalın dal, gövde kabuğu, gövde, kılcal kök, ince kök, kalın kök ve kök kütüğü) ayrışma oranları belirlenmiştir. Ayrıca çalışma alanına özgü olarak geliştirilmiş yaşa bağlı hacim denklemlerinden kabuksuz ticari gövde odunu ve bitkisel kütle denklemleri oluşturulmuştur. Modellerin varsayılan değerlerinin, çalışma alanına özgü bitkisel kütle, ölü örtü döküm oranı ve ayrışma katsayılarının ve büyüme çarpanlarının kullanıldığı dört farklı simülasyonla tahmin edilen TOK ve diğer havuzlardaki karbon stokları, ölçülen karbon stoklarıyla karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak her dört simülasyonda TOK havuzu özelinde modellerin tahminlerinin ölçülen değerlerin altında kaldığı belirlenmiştir. Ancak bu durumun modellerden değil çalışma alanındaki yetişme ortamı koşullarının değişkenliğinden, uygulanan dikim aralıkları ve düzensiz aralamalar nedeniyle ağaç sayısının örnek alanlar arasındaki farklılığından ve çalışma alanının geçmişindeki devrik ve böcek zararı gibi kayıtların tutulmamış olmasından kaynaklandığı değerlendirilmektedir. Örnek alanların aynı bonitet ve benzer silvikültürel uygulama geçmişine sahip alanlardan oluşmasına ek olarak ölü örtü dökümü ve ayrışma çalışmalarının uzun yıllar devam ettirilmesi halinde her iki modelin de tahmin başarısının yükseleceği öngörülmektedir. CBM-CFS3 modelinin, ülkemize özgü kabuksuz ticari gövde odunu hacim verileri üretilmesi halinde aynı yaşlı ormanlarda kullanılabileceği düşünülmektedir. Dünya genelinde yaygın olarak kullanılmasa da FBDC modeli için veri teminin daha kolay olmasının modelin başlıca avantajı olduğu değerlendirilmiştir. Ülkemizde gelecek yıllarda TOK havuzlarındaki karbon stok değişimlerinin belirlenebilmesi için modellerin ihtiyaç duyduğu girdilerin üretilmesine yönelik araştırmalara ihtiyaç vardır.