Modeling biomass and carbon storage for anatolian black pine ((Pinus nigra Arnold subsp. pallasiana (Lamb.) Holmboe) – Turkish red pine (Pinus brutia Ten.) mixed forests in türkiye using artificial neural networks
Türkiye'deki Karaçam ((Pinus nigra Arnold subsp. pallasiana (Lamb.) Holmboe)) - Kızılçam (Pinus brutia Ten.) karışık meşcerelerinin biyokütle ve karbon depolamanin yapay sinir ağları kullanılarak modellenmesi
- Tez No: 856410
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET MISIR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Ormancılık ve Orman Mühendisliği, Forestry and Forest Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Orman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Orman Amenajmanı Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 389
Özet
Bu çalışma, Türkiye'deki 13 Orman İşletme Müdürlüğü'nde bulunan 21 Orman İşletme Şefliği'nde gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın amacı Türkiye'de doğal olarak yayılış gösteren Pinus nigra ile Pinus brutia karışık meşcerelerinden biyokütle ve karbon depolama için tahmin modelleri geliştirmektir. Dendrometrik ölçümlere (çap, boy, yaş) ek olarak, 138 ağaç (P. nigra (68), P. brutia (70)), 138 gövde kesiti, 138 dal ve 138 yaprak, 92 ölü örtü, 46 ölü odun, 46 diri örtü, 208 kök silindiri ve 206 organik toprak silindiri örneği kullanılmıştır. Meşcere özellikleri (yaş, çap, boy, ağaç sayısı, göğüs yüzeyi, hacim ve karışım oranı) gibi birkaç temel parametre üzerinden analiz edilmiştir. Toprak üstü (tek ağaç, gövde, dal, yaprak, kabuk, ölü örtü, ölü odun, diri örtü) ve toprak altı (kök ve organik madde) bileşenler için biyokütle ve karbon depolama miktarları hesaplanmıştır. Bu çalışma sonucunda, tek ağacın biyokütlesi ve karbon depolama miktarı sırasıyla P. nigra'da 162,56 kg ve 80,72 kg, P. brutia'da ise 195,63 kg ve 98,25 kg olarak belirlenmiştir. Ağaç gövdesi, tek ağaç biyokütlesinin %64-66'sını, tek ağaç karbon depolama miktarının ise %63-66'sını oluşturmaktadır. Meşcere bileşenlerinin biyokütleleri ; ölü örtüde 17.4 t/ha, ölü odunda 2,33 t/ha, diri örtüde 0,45 t/ha, 0-90 cm derinliğindeki köklerde 55,60 t/ha ve toprakta kütlesi 7560,9 t/ha olduğu ve bu biyokütlelerin karbon oranları ise sırasıyla %44,5, %47,7, %46,1, %48,1 ve %3,35 olarak tespit edilmiştir. YSA ve Regresyon Analizi Yöntemlerinin kullanılarak biyokütle ve karbon depolama için çeşitli tahmin modelleri geliştirilmiştir. Her bir tür için, (i) her bir ağaç bileşeni ve her bir tek ağaç için sadece ağaç çapı (D1.30) kullanılarak en iyi 10 doğrusal olmayan regresyon modeli (Power), (ii) her bir tek ağaç için D1.30 ve yükseklik (H) kullanılarak iki MLR modeli ve (iii) iki MLP modeli ve ayrıca (iv) ekosistemin beş parametresi (Dm, Hm, N, CC, SI) kullanılarak meşcere seviyesi için iki MLR modeli ve iki MLP modeli geliştirilmiştir. MLR modelleri ile karşılaştırıldığında, MLP modelleri tahmin için daha iyi performans göstermiştir. P. nigra ve P. brutia'nın tüm karışık meşcerelerinin mekansal dağılımı, potansiyel biyokütlesi ve depoladığı karbon analiz edilmiştir. Bu meşcerelerin için Türkiye'nin toplam (1.99 GtC) orman ekosistemi karbon depolama kapasitenin %3.31'ini (0.0659 GtC) temsil ettiği görülmüştür.
Özet (Çeviri)
This study was conducted in 21 FMDs of 13 DFMs across Türkiye. The aim was to develop prediction models for biomass and carbon storage in natural mixed stands of Pinus nigra and Pinus brutia. In addition to dendrometric measurements (diameter, height, age), 138 trees of P. nigra (68) and P. brutia (70), 138 stem sections, 138 branches and leaves, 92 litter, 46 deadwood, 46 herbaceous covers, 208 root cylinders, and 206 organic soil cylinders samples were utilized. Stand characteristics were analyzed through several key parameters (age, diameter, height, tree density, basal area, volume, and mixture ration). Biomass and carbon stocks were calculated for each aboveground pool (individual tree, stem, branches, leaves, bark, litter, deadwood, herbaceous cover) and belowground (roots and organic matter). The results indicated that the average biomass and carbon stock per single-tree were 162.56 kg and 80.72 kg for P. nigra, and 195.63 kg and 98.25 kg for P. brutia respectively. The stem accounted for 64-66% of an individual tree's biomass and 63-66% of its carbon stock, followed by branches, leaves, and bark. In the biomass of litter (17.4 t/ha), deadwood (2.33 t/ha), herbaceous cover (0.45 t/ha), roots at 0-90 cm (55.60 t/ha), and mass of soil organic matter (7560.9 t/ha), the carbon stock represented 44.5%, 47.7%, 46.1%, 48.1%, and 3.35% respectively. Using ANN and Regression analysis methods, several prediction models were developed for biomass and carbon storage. For each species, (i) top 10 non-linear regression models (Power) for each tree components and for individual tree, using only tree diameter (D1.30), (ii) two MLR models and (iii) two MLP models for each individual tree, using D1.30 and height (H), as well as (iv) two MLR models and two MLP models for stand level using five stand parameters, were developed. Compared to the MLR models, the MLP models demonstrated better performance for prediction of biomass and carbon storage. The spatial distribution and the potential biomass and carbon stored by all mixed stands of P. nigra and P. brutia were analyzed. The carbon stock capacity of these ecosystems represents about 3.31% (0.066 GtC) of the country's total forest ecosystem carbon stock capacity (Türkiye).
Benzer Tezler
- Maliyetlerine göre 100 yıllık enerji üretimi modellemesi ve hidroelektrik enerjinin rolü
Energy production modeling and the role of hydroelectric energy by 100 years of costs
İBRAHİM ÜST
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ UYUMAZ
- Ülkemiz yerli enerji kaynaklarının yeni teknolojilerle değerlendirilmesi sonucunda oluşacak sera gazı azaltım potansiyelinin belirlenmesi ve maliyet analizleri
Determination of greenhouse gas mitigation potential resulting from the utilization of our country's domestic energy resources with new technologies and cost analysis
ECE GİZEM ÇAKMAK
Doktora
Türkçe
2024
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN CAN OKUTAN
- Simulation and life cycle assessment of combined bioheat and biopower plant using hungary oak (Quercus frainetto L.) coppices as a feedstock
Macar meşesi (Quercus frainetto L.) baltalıklarını hammadde olarak kullanan birleşik biyoısı ve biyogüç santralinin simülasyonu ve yaşam döngüsü analizi
FAHRİYE ENDA TOLON
Doktora
İngilizce
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ KARAOSMANOĞLU
- Kentsel atıksu arıtma tesisi anaerobik çamur çürütücülerinin dinamik proses modelleme yaklaşımı ile analizi
Analysis with dynamic process modeling approach of anaerobic sludge digesters of the urban wastewater treatment plant
KERİM EKİCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRETTİN GÜÇLÜ İNSEL
- Potential of biopolymer production from apple wastewater through microbial processes
Mı̇krobı̇yal süreçler yoluyla elma atık suyundan biyopolimer üretim potansiyeli
ELİF ERENLER
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEVİN YAĞCI
DOÇ. DR. GÜLSÜM EMEL ZENGİN BALCI