Fire history and climate change: Black pine forests in Western Anatolia
Batı Anadolu'daki karaçam ormanlarının yangın tarihi ve iklim değişikliği
- Tez No: 736377
- Danışmanlar: PROF. DR. HASAN NÜZHET DALFES, PROF. DR. NESİBE KÖSE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Ormancılık ve Orman Mühendisliği, Forestry and Forest Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İklim ve Deniz Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yer Sistem Bilimi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 96
Özet
Doğal orman yangınları, Akdeniz Havzasındaki orman ekosistemlerinin ekolojik süreçlerin bir parçasıdır ve sürdürülebilirliği için oldukça önemlidir. Kızılçam gibi tepe yangınlarına adapte olmuş türler, yangın sonrası gençleşme ve yeni ormanlar kurabilme kabiliyetindedir. Aksine, örtü yangınlarına adapte olmuş karaçam gibi ağaç türlerinin, tepe yangınları sonrası doğal gençleşmesinde önemli sorunlar ortaya çıkarmakta, bazı bölgelerde kitlesel yok olmalarla karşılaşılmaktadır. Akdeniz Havzasındaki orman yangınlarının sıklığının iklim değişikliğinin etkisiyle daha da artacağı, karaçam ormanlarının yangın rejiminin örtü yangınlarından tepe yangınlarına doğru değişeceğinin sinyalleri birçok araştırmayla ortaya konmuştur. Bundan dolayı, Akdeniz Havzasındaki karaçam ormanlarının yangın frekansında ve rejiminde gözlenen değişikliklerin ülkemiz karaçam ormanlarında ne şekilde yaşandığının anlaşılabilmesi, yüzyıllar uzunluğundaki yangın kayıtlarına ulaşmayı gerektirmektedir. Dendrokronoloji ise bu amaçla yürütülecek bir çalışma için etkili ve güvenilir yöntemlerden biridir. Bu tezim amacı, Türkiye'deki karaçam ormanlarının yüksek çözünürlüklü bir yangın rekonstrüksiyonunu oluşturmak, yangınların mevsimselliğini belirlemek, iklim ile yangın arasındaki ilişkiyi, yangınların mekansal-zamansal değişkenliğini anlamak ve karaçam ormanlarındaki kambiyum aktivitesini izlemektir. Yangın yönetim stratejilerinin, iklim türlerinin veya coğrafi gradyanların dünyadaki bölgesel yangın rejimleri üzerindeki etkilerini anlamak için çeşitli mekansal ve zamansal analizlere dayanan çalışmalar yapılmıştır. Özellikle Kuzey Amerika'da, farklı coğrafi gradyanlar ve farklı iklim tiplerindeki mekansallığı ve zamansallığı anlamak ve ayrıca çeşitli ampirik verilerin doğrulanması için çok sayıda dendrokronoloji tabanlı çalışma yapılmıştır. Bununla birlikte, Akdeniz havzasında, bölgesel yangın rejimini ve yangın ile iklim arasındaki ilişkiyi anlamak için Yunanistan, Fransa ve İspanya'da dendrokronolojik yöntemlere dayalı birkaç yangın tarihi çalışması da bulunmaktadır. Ancak bildiği üzere, Türkiye'de ağaç halkası analizine dayalı herhangi bir tür için yapılmış bir yangın geçmişi çalışması bulunmamaktadır. Bu doktora tezi kapsamında, Batı Anadolu'daki on yöreden toplam 211 örnek toplanmıştır. Toplanan örnekler standart dendrokronolojik yöntemlerle tarihlendirilmiş ve her örneğin mevsimselliği belirlenerek veritabanına girilmiştir. Kütahya, Isparta, Bolu ve Batı Anadolu için yöre düzeyinde kompozit ve bölgesel yangın kronolojileri oluşturulmuştur. Büyük yangın yılları, örneklerden en az ikisinde ve o yıl kaydedilen yangın izlerinin %25 veya daha fazla olması kriteri ile hesaplanırken, normal yangın yılları, örneklerin en az ikisinde o yıl yangın izi bulunan örneklerin kaydedilmesiyle belirlenmiştir. Büyük yangın yılları ve iklim arasındaki ilişki, Superpose Epoch Analizi kullanılarak hesaplanmıştır. Tarihsel orman yangınlarının mevsimselliğini anlamak, ekolojik ve evrimsel bir süreç olarak yangına ilişkin kavramların gelişimini kolaylaştırmaktadır. Bir alandaki yangın rejiminin anlaşılması için mevsimselliğinin de belirlenmesi oldukça önem arz etmektedir. Yıllık halkalara dayanan yangın geçmişi çalışmalarında, yangın izlerinin mevsimselliği, literatürde klasik bir yöntem olarak büyüme halkaları arasındaki yangın izinin konumuna göre sınıflandırılmaktadır. Fakat, bir yangın yarasının konumunun, bir yıl içindeki aylarla tam olarak ilişkilendirmek için kambiyal fenoloji çalışmalarına ihtiyaç duyulmaktadır. Çünkü duraklama dönemi, ilkbahar odunu ve yaz odunun oluşumu türe, lokasyona ve iklime göre değişmektedir. Bu bağlamda tezin bu kısımdaki amacı; karaçamın kambiyum faaliyetinin hangi aylarda başladığı, ilkbahar/yaz odunu oluşumlarının hangi ayda gerçekleştiğinin belirlenmesidir. Kambiyum aktivitesini izlemek için, bir büyüme dönemi boyunca (Nisan-Kasım 2021) yangın geçmişi rekonstrüksiyon alanlarının yakınındaki üç yöreden toplam 144 mikro kalem örnekler toplanmıştır. Kambiyum aktivitenin izlenmesi, orman yangınları için hangi ay(lar)ın riskli olduğu hakkında bilgi edinilmesine yardımcı olmuştur. Karaçam ormanlarının 553 yıllık, ilk ağaç halkasına dayanan yangın rekonstrüksiyonu ve kambiyal aktivitesi, Türkiye'de bölgesel yangın rejimi bileşenlerini daha iyi anlamamızı sağlamak için araştırılmıştır. Anadolu'daki karaçam ormanlarının yangın aralığı en az bir, en fazla 105 yıl olarak hesaplanmıştır. Batı Anadolu'daki yangın yaralarının çoğunun mevsimselliği yaz odunu oluşum döneminde meydana geldiği görülmüştür. Batı Anadolu'daki karaçam ormanlarında yapılan kambiyal aktivite çalışmasında, yaz odunu traheid hücreleri (Isparta'da Ağustos) Eylül-Kasım ayları arasında oluşmaktadır. Batı Anadolu'daki yangınların çoğu yaz odununu oluşum döneminde meydana geldiğinden, çalışma alanındaki yangınlar için riskli aylar, (Temmuz Isparta'da) Ağustos-Kasım (yaz sonu ve sonbahar) arasıdır. Bölgesel yangın kronolojilerinin iklim ve yangın yılları arasındaki ilişki, Kütahya ve Bolu'daki büyük yangınların kurak yıllarla, Isparta'daki büyük yangınların ise iki yıl önceki yağışlı koşullarla ise ilişkili olduğunu göstermiştir. Yangın söndürme faaliyetleri nedeniyle 19. yüzyılın sonlarında ve 20. yüzyılın başlarında yangın sıklığında bir azalma gözlemlenmiştir. Devam eden yangın söndürme faaliyetleri yakıt birikmesine neden olabilir ve daha yoğun yangınlar için risk oluşturabilir. Gelecekteki iklim projeksiyonlarına göre artan kuraklık sıklığının bir sonucu olarak, yangın rejimini örtü yangınlarından tepe yangınlarına kayabilecek ve karaçam orman altındaki yanıcı madde birikimi ile mega yangınlara neden olacak ve daha uzun yangın mevsimleriyle karşı karşıya kalacağız. 1800'lerin ortaları ile 1900'lerin başları arasındaki dönemde çok sayıda eşzamanlı yangın kaydedilmiştir. 1900'lerin başlarından sonra yangın sıklığının azalması, 1937'deki ilk orman koruma yasasına denk gelmektedir. Batı Anadolu, İspanya ve Yunanistan'daki yangın yıllarının karşılaştırılması sonucunda Yunanistan'da yapılan çalışmalarda İspanya'ya göre daha çok ortak yangın yıllarına rastlanmıştır. Doğu ve batı Akdeniz'indeki cephe oluşumu veya depresyon aktivitesi nedeniyle iklim koşullarındaki farklılıklar, bu farklı ortak yangın yıllarını açıklayabilmektedir. 1879 yılı, 19. yüzyılda Yunanistan'da en geniş alanı yakan bir yangın yılı iken Batı Anadolu'da ise en çok yangının çıktığı yıllarından biri olduğu görülmüştür. 1945 yılı, Anadolu, Yunanistan ve İspanya'da eş zamanlı olarak görülen yangınların hem tek yangın yılı olarak bulunmuştur. Bu çalışmanın sonucunda, kuraklık verisi mekansal olarak görselleştirildiğinde 1945 yılının ortak yıllar arasında en şiddetli ve kurak yıl olduğu görülmüştür. Bu çalışmayla, Türkiye'de ilk defa bir ağaç türünün yangın rejiminin anlaşılması için dendrokronolojik yöntemler kullanılarak uzun dönemli yangın tarihi verisi elde edilmiştir. Mikrokalemlerle örnek alınarak tarihsel yangın yaralarının oluştuğu mevsimin belirlenmesiyle birlikte ülkemizde, orman yangınları ilk defa yeni bir yaklaşımla analiz edilmiştir. Sadece güncel yangınların analiz edildiği veya sadece yıllık halkalara dayanan yangın kronolojilerinin rökonstrüksiyonlarının oluşturulduğu araştırmalardan farklı olarak hem ekolojik hem de istatistiksel yöntemlerle elde edilen sonuçlarının bütünleşik değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Wildfire is a part of the ecological processes that is highly important for the sustainability of forest ecosystems in the Mediterranean Basin. Species adapted to crown fires, such as Turkish pine, are capable of regeneration after a fire and establishing new forests. On the contrary, tree species such as black pine adapted to surface fires have regeneration problems after severe crown fires, and mass extinctions in some regions can be observed. Many studies have revealed that the fire frequency of forests in the Mediterranean Basin is expected to increase due to climate change and the fire regime of black pine forests will shift from surface fires to crown fires. In order to understand the fire regime changes in the black pine forests in the Mediterranean Basin, including Turkey, centuries-long fire records are needed. Thus, dendrochronology is one of the most reliable and effective methods commonly used in fire history studies. In this doctoral thesis, the aims are to develop a high-resolution fire reconstruction of black pine forests in Turkey, determine the seasonality of historical fires, understand the association between climate variability and fire occurrence, understand the variability of spatiotemporal patterns of fires throughout the main distribution areas of black pine forests in Turkey using tree-ring analysis, and monitor the cambium activity in black pine forest. Several spatial and temporal studies are conducted in order to understand the effects of fire management strategies, climate types or geographical gradients on regional fire regimes in the world. A large number of dendrochronology-based studies were conducted, especially in North America, to understand the spatiotemporal patterns in different geographical gradients and different climate types and also corroboration of empirical data. However, in the Mediterranean basin, a few fire history studies based on dendrochronological methods was conducted in Greece, France and Spain to understand the regional fire regime and the relationship between fire and climate. To my knowledge, there is no any conducted fire history study for any species based on tree-ring analysis in Turkey. A total of 211 samples were collected from ten sites throughout western Anatolia. The collected samples were dated by standard dendrochronological methods and the seasonality of each sample was determined. The site-level composite and regional fire chronologies were created for Kütahya, Isparta, Bolu, and western Anatolia. The major fire years were calculated with the criteria that greater than or equal to 25% of recording samples have fire scars on that year in at least two of the samples, while the regular fire years were determined by recording samples have fire scars on that year in at least two of the samples. The relationship between the major fire years and climate was analysed using Superposed Epoch Analsis. Understanding the seasonality of historical forest fires facilitates the development of concepts related to fire as an ecological and evolutionary process. In order to understand the fire regime of a region, determination of the seasonality is a must. In dendrochronology-based fire history studies, the seasonality of fire scars is mostly classified according to the intra-ring position of the fire scars as a classical method. However, studies of cambial phenology are needed to accurately correlate the position of a fire scar with the months in a year. Because the timing of the earlywood and latewood production (cambial cell production) varies according to the species, location and climate. In this context, the aim of this part of this thesis is to determine in which months the cambium activity of black pine forests starts and in which month the early/latewood cells form. In order to monitor cambium activity, a total of 144 microcores were sampled from three sites near the fire history reconstruction sites during a vegetation period (April-November 2021). Monitoring the cambial activity helped to obtain information about which month(s) are risky for forest fires. The first tree-ring based 553-year long fire history reconstruction and cambial activity of black pine forests were presented to improve our understanding of the regional fire regime components with the effect of climate in Turkey. The fire return interval of black pine forests in Anatolia was calculated from a minimum of one year and a maximum of 105-year intervals over the study period. The seasonality of most of the fire scars in western Anatolia occurred in the latewood period. As conducted in a cambial activity study of black pine forests in western Anatolia, latewood tracheid cells are formed from (August in Isparta) September to November. Since most of the fires in western Anatolia occur in latewood, the risky months for fires in the study area are from (July in Isparta) August to November (the late summer and autumn) based on xylogenesis studies. The relationship between climate and fire years calculated with regional fire chronologies showed that the major fires in Kütahya and Bolu are associated with dry years, while the wet conditions two years prior to major fire events in Isparta. The decrease in fire frequency was observed in the late 19th and early 20th centuries due to human-induced fire suppression activities. That can cause the accumulation of combustible material and pose a risk for more intense fires. Based on future climate projections, as a result of increased drought frequency, we will face extended fire seasons that may shift the fire regime from the surface to crown fires and even cause megafires. A large number of simultaneous fires were recorded in the period between the mid-1800s and the early 1900s. The decrease in fire frequency after the early 1900s coincides with the first forest protection law in 1937. As a result of the comparison of fire years in western Anatolia, Spain, and Greece, more common fire years were found in studies of Greece than in Spain. The differences in climate conditions of the eastern and western Mediterranean due to frontogenesis or depressional activity might explain these different common fire years. The year 1879 was the most extensive fire year in Greece in the 19th century and it was recorded as one of the most common fire years in western Anatolia. The year 1945 was the only common fire year in the Mediterranean region sites. Results in this study showed that the fires in 1945, observed simultaneously in Anatolia, Greece, and Spain, occurred in the most severe and widespread drought among the spatially visualised common fire years. In this study, long-term fire history data were developed by using dendrochronological methods to understand the fire regime of black pine forests for the first time in Turkey. These fires were analysed with a new approach with the determination of the seasonality by taking samples with microcores. Unlike studies only current fires are analysed or fire history reconstructions, the results were obtained by integrating both ecological and statistical methods.
Benzer Tezler
- Orman yangınlarında helikopter bambi (Su kovası) operasyonlarında yangın baskılama ve geciktirme için kullanılan mayilerin etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of liquids used for fire suppression and delay in helicopter bambi (Water bucket) operations in forest fires
ŞABAN YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
KimyaSakarya ÜniversitesiYangın ve Yangın Güvenliği Anabilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKHAN COŞKUN
- Yat turizminde birer altyapı olarak marinalar ile yönetim ve organizasyonunun önemi
Marinas, as a substructure in yacht tourism and importance of management organization of marinas
MUSTAFA NAZMİ DOĞAN
- Tokat Yüksek Kahve koruma projesi
Restoration project of the Yuksek Kahve in Tokat
SEDA YÜZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KEMAL KUTGÜN EYÜPGİLLER
- Doğal, tarihi kültürel açıdan turizm potansiyelini değerlendirme modeli: Ayvalık örneği
The tourism model for evaluation of natural, historical and cultural potential: A case of Ayvalık
İSMAİL HAKAN KOLCU
Yüksek Lisans
Türkçe
1993
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. VEDİA DÖKMECİ
- Diyarbakır Çifte Han'ın incelenmesi ve koruma önerileri
Diyarbakir Cifte Han (Caravanserai) restoration project
ESMA AĞIRMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SAKİNE YILDIZ SALMAN