Investigation topographic, climatic, and anthropogenic factors controlling fatal landslides on a global scale
Küresel ölçekte ölümcül heyelanları kontrol eden topoğrafik, iklimsel ve antropojenik faktörlerin incelenmesi
- Tez No: 920292
- Danışmanlar: PROF. DR. TOLGA GÖRÜM
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Coğrafya, Geography
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Katı Yer Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Jeodinamik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 139
Özet
Heyelanlar, her yıl önemli ölçüde can kaybına ve sosyo-ekonomik zarara yol açan yaygın bir küresel jeo-tehlikedir. Aşırı hava olayları ve antropojenik bozulmanın etkileri nedeniyle daha yaygın hale gelmektedirler ve bu nedenle birçok hassas bölgede sürdürülebilir kalkınmayı tehdit etmektedirler. Ölümcül heyelanlarla ilgili önceki çalışmalar, envanter geliştirme, mekânsal ve zamansal dağılımlar, yağış veya sismik zorlamanın rolü ve insan etkileri üzerine odaklanmıştır. Ancak, küresel ölçekte ölümcül heyelanları içeren iklimsel, topografik ve antropojenik değişkenler çoğunlukla ihmal edilmiştir. Bu tezde, küresel ölümcül heyelan veri tabanını kullanarak, doğal ve antropojenik faktörlerin neden olduğu heyelanları topografik, iklimsel ve antropojenik faktörler açısından değerlendiriyor ve kalıcı mekansal modellerine dikkat çekiyoruz. Doğal (%69,3) ve antropojenik (%44,1) heyelanların çoğunluğu tropikal ve ılıman bölgelerdeki dağlık alanlarda meydana gelmektedir ve bu bölgeler aynı zamanda grup başına sırasıyla %66,7 ve %43,0 ile en yüksek kayıp oranlarıyla karakterize edilmektedir. Bununla birlikte, morfometrik ayak izleri bakımından önemli ölçüde farklılık göstermektedirler. Doğal değişkenlerin tetiklediği ölümcül heyelanlar çoğunlukla insan müdahalesinin en az olduğu topografik profilin en yüksek kısımlarında meydana gelmektedir. Antropojenik muadillerine gelince, bu heyelanlar eğimlerin daha yumuşak olduğu, ancak daha yüksek nüfus yoğunluğu nedeniyle insan müdahalesinin daha yüksek olduğu çok daha düşük rakımlarda kümelenmektedir. Bu gözlem, arazi örtüsü değişikliklerinin peyzaj dinamiklerinde kritik bir faktör olduğuna işaret etmekte ve insan baskısını doğal ve insan kaynaklı heyelan ölümleri için ayırt edici bir neden/sonuç terimi olarak vurgulamaktadır. Bu tez aynı zamanda artan nüfus baskısı, dağlık alanlardaki arazi kullanımı/örtüsü değişimi (LULCC) ve ölümcül heyelanlar arasındaki ilişkiyi de araştırmaktadır. Antropojenik bozulma, dağlık ortamlarda heyelan oluşumuna doğrudan katkıda bulunur ve sürdürülebilir kalkınma için potansiyel bir tehdittir. Nüfus baskısı ve buna bağlı arazi örtüsü değişikliklerinin de heyelanların sıklığını ve etkilerini artırması beklenmektedir. LULCC'nin heyelanlar üzerindeki rolü kabul edilmektedir, ancak farklı gelişmişlik düzeylerine sahip dağlık bölgelerdeki ülkeler arasındaki farklılıkları dikkate alan araştırmalar eksiktir. Bu çalışmada, 46 ülkedeki dağlık alanlarda arazi örtüsü ile gelir düzeyi, nüfus değişimi, heyelanlar ve ölümler arasındaki etkileşimler ele alınmaktadır. 59 yıllık arazi örtüsü ve 45 yıllık nüfus değişim oranı veri setini kullanarak, bunların heyelan ve ölümlerle ilişkisini değerlendirmek için doğrusal regresyon modelleri geliştiriyoruz. Çalışma kapsamında, ülkeler gelir seviyelerine göre gruplandırılmış ve LULCC her bir grup için ayrı ayrı incelenmiştir. Yüksek gelir grubundaki ülkelerde arazi örtüsündeki değişim sınırlı kalmış ve orman örtüsünde %1,7'lik bir artış gözlenmiştir. Bununla birlikte, kentsel alanlar %80 oranında artış göstermiştir. Üst-orta gelir grubundaki ülkelerde de benzer şekilde küçük çaplı değişiklikler meydana gelmiştir. Bu grupta otlak alanları %6,9 artarken, çalı ve çayır alanlarında %17,5'lik bir azalma gözlenmiştir. Alt-orta gelir grubundaki ülkelerde ise değişiklikler daha belirgindir; otlak alanları %27,8 oranında artarken, kentsel alanlar da iki katına çıkmıştır. Düşük gelirli ülkelerde ise LULCC oranları daha yüksek olup, orman örtüsü %20 oranında azalmıştır. Aynı zamanda, tarım arazilerinin üç katına çıkması dikkat çekici bir bulgudur. Ayrıca, kentsel alanlarda on kattan fazla bir genişleme ile diğer gelir gruplarına kıyasla dağlık alanlarda en yüksek kentsel genişleme oranını göstermiştir. Sonuçlarımız, dağlık alanlarda arazi örtüsü ve nüfus değişiklikleri arasında önemli bir ilişki olduğunu göstermektedir. Değişim derecesinin ve insan müdahalesinin belirgin şekilde daha yüksek olduğu alt-orta ve düşük gelirli ülkelerdeki LULCC, diğer gelir gruplarına kıyasla daha yüksek bir oranda ve yoğunlukta gerçekleşmektedir. Ayrıca bulgularımız, insan müdahalesi ve LULCC oranlarının daha yüksek olduğu düşük ve alt-orta gelirli ülkelerde daha yüksek heyelan ve ölüm yoğunluğuna işaret etmektedir. Bulgularımız, LULCC'nin peyzaj dinamiklerinde kritik bir faktör olduğunu ve insan baskısının heyelanlar için bir tetikleyici faktör olduğunu vurgulamaktadır. Tezin son bölümünde sosyoekonomik faktörlerin ölümcül heyelanlar üzerindeki etkisi incelenmektedir. Ekonomik ve insani kalkınma düzeyi, gelir eşitsizliği ve hükümet etkinliği gibi sosyoekonomik koşullardaki farklılıklar ülkeden ülkeye değişmekle birlikte, doğal bir tehlike olarak heyelanlara karşı savunmasız toplulukları önemli ölçüde etkileme potansiyeline sahiptir. Ancak, sadece az sayıda çalışma bu potansiyel etkiyi küresel ölçekte araştırmıştır. Dolayısıyla, dünya genelinde sosyoekonomik faktörlerin kombinasyonunun farklı gelir düzeylerine sahip ülkelerdeki ölümcül heyelanları nasıl etkilediğine dair hâlâ bir anlayış eksikliği bulunmaktadır. Burada, 62 ülkede gelir düzeyine göre heyelan ölümleri ile sosyoekonomik faktörler arasındaki ilişkiyi araştırıyoruz. Bu amaçla, negatif binom genelleştirilmiş doğrusal regresyon modelleri kuruyoruz. Sonuçlarımız, yüksek gelirli ülkelerde, potansiyel olarak heyelana maruz kalan nüfustaki bir birimlik artış, ölümlerde %42'lik bir artışa yol açmıştır. Üst-orta gelirli ülkelerde ise Gini endeksinde bir birimlik artış, ölümlerde %16'lık bir artışla bağlantılıyken, potansiyel olarak maruz kalan nüfustaki artış ölümlerde %21'lik bir artışla sonuçlanmıştır. Ayrıca, Hükümet Etkinliği İndeksi'ndeki (GEI) bir birimlik artış, ölümlerde %37'lik bir azalmaya işaret etmektedir. Düşük-orta gelirli ülkelerde, potansiyel olarak maruz kalan nüfusun artışı, ölümlerde %33'lük bir artışa karşılık gelmektedir. Düşük gelirli ülkelerde de benzer şekilde, maruz kalan nüfusun artışı ölümlerde %33'lük bir artışla ilişkilendirilmiştir. Bununla birlikte, daha yüksek bir İnsani Gelişme Endeksi'nin (HDI) heyelan kaynaklı ölümler üzerinde %99'luk bir azalma sağladığı gözlemlenmiştir. Sonuç olarak, daha düşük ekonomik ve insani kalkınma düzeyine sahip ülkelerin yanı sıra daha yüksek gelir eşitsizliği ve daha zayıf yönetişime sahip ülkeler daha yüksek heyelan ölümlerine maruz kalma eğilimindedir. Özellikle, artan gayrisafi yurtiçi hasıla (GSYH) ve hükümet etkinliğinin koruyucu etkisi, gelir eşitsizliği ve heyelandan etkilenen bölgelerdeki nüfus yoğunluğu modele dahil edildiğinde ortadan kalkmıştır. Bu bulgular, heyelan ölümlerini azaltma veya önleme çalışmalarında sosyoekonomik faktörlere daha fazla dikkat edilmesi gerektiğini vurgulamaktadır. Genel olarak bu tez, küresel ölçekte ölümcül heyelanları kontrol eden topografik, iklimsel ve antropojenik faktörlerin karmaşık etkileşiminin kapsamlı ve bütünsel bir değerlendirmesini sunmaktadır. Doğal faktörlerin tetiklediği ölümcül heyelanlar daha yüksek rakımlarda ve daha dik yamaçlarda meydana gelme eğilimindeyken, antropojenik muadillerinin daha düşük eğimli yamaçlarda ve yoğun nüfuslu alanlarda meydana geldiği tespit edilmiştir. Ayrıca, nüfus baskısı ve LULCC'nin, özellikle düşük ve düşük-orta gelirli ülkelerde, ölümcül heyelan oluşumunda ve ölümlerde önemli bir rol oynadığı gösterilmiştir. Ayrıca, sosyoekonomik faktörlerin heyelan ölümleri üzerindeki etkisi de incelenmiş ve ekonomik kalkınma, gelir eşitsizliği ve hükümet etkinliğinin heyelan ölümleri üzerindeki etkileri açıklığa kavuşturulmuştur. Tez sonuçları, sosyoekonomik kalkınma, gelir eşitsizliği ve hükümet etkinliği kalitesinin, özellikle düşük gelirli ülkelerde heyelan kaynaklı ölümlerin önlenmesi ve azaltılmasında kritik faktörler olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Landslides are a common global geohazard that lead to substantial loss of life and socio-economic damage annually. They are becoming more common due to extreme weather events and the impacts of anthropogenic disturbance, and thus, they are threatening sustainable development in many vulnerable areas. Previous studies on fatal landslides have focused on inventory development; spatial and temporal distributions; the role of precipitation or seismic forcing; and human impacts. However, climatologic, topographic, and anthropogenic variables featuring fatal landslides at a global scale have been mostly neglected. In this thesis, using the Global Fatal Landslide Database (GFLD), we evaluate the characteristics of landslides induced by natural and anthropogenic factors with respect to topographic, climatic, and anthropogenic factors, drawing attention to their persistent spatial patterns. The majority of natural (69.3%) and anthropogenic (44.1%) landslides occur in mountainous areas in tropical and temperate regions, which are also characterized by the highest casualty rates per group, 66.7% and 43.0%, respectively. However, they significantly differ in terms of their morphometric footprint. Fatal landslides triggered by natural variables occur mostly in the highest portions of the topographic profile, where human disturbance is minimal. As for their anthropogenic counterpart, these failures cluster at much lower altitudes, where slopes are gentler, but human intervention is higher due to a higher population density. This observation points towards land cover changes being a critical factor in landscape dynamics, stressing the human pressure as a discriminant cause/effect term for natural vs. human-induced landslide fatalities. This thesis also investigates the relationship between increasing population pressure, land use/cover change (LULCC) in mountainous areas, and fatal landslides. Anthropogenic disturbance is a direct contributor to landslide occurrence in mountainous environments and a potential threat to sustainable development. Population pressure and associated land cover changes are also expected to increase the frequency and impacts of landslides. The role of LULCC on landslides is recognized, but research that considers the differences between countries in mountainous regions having different development ranks is lacking. Here, we address the interactions between land cover and income level, population change, landslides, and fatalities across mountainous areas in 46 countries. Using a 59-year-long land cover and a 45-year-long population change rate dataset, we develop linear regression models to assess their relationship with landslides and fatalities. Our results show a significant relationship between land cover and population changes in mountainous areas. LULCC in lower-middle and low-income countries, where the degree of change and human intervention is notably higher, occurs at a greater rate and intensity compared to other income groups. Furthermore, our findings indicate higher landslides and fatality densities in low- and lower-middle-income countries, where human disturbance and LULCC rates are greater. Our findings highlight the LULCC as a critical factor in landscape dynamics and human pressure as a pre-condition/trigger factor for landslides. The final part of the thesis examines the impact of socioeconomic factors on fatal landslides. Differences in socioeconomic conditions, such as the level of economic and human development, income inequality and governance, vary across countries but have the potential to substantially affect communities vulnerable to landslides as a natural hazard. However, only a small number of studies have investigated this potential impact at a global scale. Thus, there is still a lack of understanding of how the combination of socioeconomic factors across the world affects fatal landslides in countries with different income levels. Here, we investigate the relationship between landslide fatalities and socioeconomic factors in 62 countries by income level. For this purpose, we build negative binomial generalized linear regression models. Our results show that in high-income countries, a one-unit increase in the population potentially exposed to landslides was associated with a 42% increase in fatalities. In upper-middle-income countries, a one-unit increase in the Gini index was associated with a 16% increase in mortality, while an increase in the potentially exposed population resulted in a 21% increase in fatalities. In addition, a one-unit increase in the Government Effectiveness Index (GEI) is associated with a 37% reduction in fatalities. In low-middle-income countries, an increase in the potentially exposed population corresponds to a 33% increase in fatalities. Similarly, in low-income countries, an increase in the exposed population is associated with a 33% increase in fatalities. However, a higher Human Development Index (HDI) has been observed to reduce landslide-related fatalities by 99%. As a result, countries with lower levels of economic and human development, as well as those with higher income inequality and weaker governance, tend to experience higher landslide fatalities. Notably, the protective effect of increasing gross domestic product (GDP) and governance disappeared when accounting for income inequality and population in landslide-affected areas were included in the model. These findings emphasize the need to pay more attention to socioeconomic factors in landslide fatalities reduction or prevention studies. Overall, this thesis provides a comprehensive, holistic assessment of the complex interplay of topographic, climatic, and anthropogenic factors that control fatal landslides on a global scale. Fatal landslides triggered by natural factors tend to occur at higher altitudes and steeper slopes, while their anthropogenic counterparts are found to occur at lower slopes and in densely populated areas. Additionally, population pressure and LULCC have been shown to play a significant role in fatal landslide occurrence and fatalities, especially in low- and lower-middle-income countries. Moreover, the impact of socioeconomic factors on landslide fatalities was also examined, and the effects of economic development, income inequality, and governance on landslide fatalities were clarified. The thesis results show that socioeconomic development, income inequality, and quality of governance are critical factors in preventing and reducing landslide-related fatalities, especially in low-income countries.
Benzer Tezler
- Karabük çevresinin vejetasyon ekolojisi ve sınıflandırılması
Vegetation ecology and classification of Karabük environment
SEVDA COŞKUN
- İklime duyarlı kentsel planlama aracı olarak soğuk ada potansiyellerinin incelenmesi: Antalya örneği
Investigation of cold island potentials as a climate responsive urban planning tool: The case study of Antalya
ELİF GÜLDÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Jeodezi ve FotogrametriSivas Cumhuriyet ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÇAĞDAŞ KUŞÇU ŞİMŞEK
- Akdeniz Bölgesinde yangın sonrası vejetasyon yenilenmesine etki eden coğrafi faktörlerin uzaktan algılama ve yapay zekâ yöntemleriyle analizi
Investigation of main geographical factors affecting post-fire vegetation recovery by using remote sensing and artificial intelligence methods in the Mediterranean Region
AHMET ÖZTÜRK
- Sakarya nehri ve Doğançay deresi arasındaki sahanın bitki örtüsü
Vegetation of the region between the Sakarya river and Doğançay stream
İSMAİL KARBUZ