Tarım ve gıda etiği bağlamında iklim değişikliğinin toprak verimliliği ve bitki besin element içeriklerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the impact of climate change on soil fertility and plant nutrient content in the context of agriculture and food ethics
- Tez No: 953220
- Danışmanlar: PROF. DR. BURÇİN ÇOKUYSAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Ziraat, Agriculture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Toprak Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 221
Özet
Son yıllarda yapay zekâ, uzay teknolojileri ve dijital dönüşüm gibi ileri teknoloji alanları bilimsel gündemin merkezinde yer almakta, küresel araştırma kaynakları ve politik öncelikler büyük ölçüde bu yenilikçi alanlara yönlendirilmektedir. Ancak, insanlığın temel yaşamsal ihtiyaçlarından biri olan sürdürülebilir gıda üretimi ve bu üretimin temel dayanağı olan toprak sağlığı, bu teknolojik ilerlemelerin gölgesinde kalmakta, yeterince önceliklendirilmemektedir. Bu bağlamda, tarımsal üretimin yalnızca ekonomik bir faaliyet olarak değerlendirilmesi yetersiz kalmaktadır. Oysa tarımsal üretim, karbon döngüsü, su kullanımı, biyolojik çeşitlilik ve iklim sistemiyle doğrudan ilişkili, çok katmanlı bir çevresel süreçtir. Bu çok yönlü etkileşim, özellikle iklim değişikliği bağlamında tarımın çevresel sorumluluğunu ve sürdürülebilirliğini daha da önemli hâle getirmektedir. Günümüzde yoğun kimyasal girdilere dayalı konvansiyonel tarım sistemleri, toprak organik maddesinin azalması, mikrobiyal çeşitliliğin bozulması ve besin elementlerinin biyoerişilebilirliğinde azalma gibi olumsuzluklara yol açmaktadır (Brown ve Miller, 2019; Smith et al., 2020). Bu durum, bitkilerin özellikle protein ve temel mineral içeriklerinde düşüşlere yol açmakta, dolayısıyla hem toprak verimliliğini hem de nihai ürün kalitesini doğrudan etkilemektedir. İklim değişikliği ile artan sıcaklıklar ve yükselen atmosferik CO₂ seviyeleri, bu sorunları daha da derinleştirmekte ve gıda sisteminin çevresel dayanıklılığını zayıflatmaktadır. Bu çalışma, iklim değişikliğinin toprak verimliliği ve farklı fotosentetik mekanizmalara (C₃ ve C₄) sahip stratejik ürün gruplarında (buğday, pirinç, mısır ve sebzeler) verim ve kalite parametreleri üzerindeki etkisini değerlendirmektedir. Elde edilen bulgular, ürün türleri arasında önemli farklılıklar bulunduğunu göstermektedir. Örneğin, buğdayda verim artışı gözlemlenirken, protein oranlarında düşüş saptanmıştır. Bu durum, iklimsel koşullar altında“üretim-kalite açmazı”sorununu ortaya koymaktadır. Buna karşılık, C₄ bitkisi olan mısırın yüksek sıcaklık ve CO₂ düzeylerine daha dirençli olduğu hem verim hem de kalite açısından daha istikrarlı bir performans sergilediği belirlenmiştir. Sebze grubunda ise çevresel koşullara bağlı olarak düzensiz ancak dikkat çekici varyasyonlar tespit edilmiştir. Çalışmada ayrıca, ARIMA modeli ile oluşturulan zaman serisi analizleri üzerinden 2025–2050 dönemine ait CO₂, CH₄ ve N₂O gibi sera gazlarının eğilimleri değerlendirilmiş, tüm serilerde artış yönlü projeksiyonlar elde edilmiştir. Ancak durağanlık testleri (ADF), söz konusu serilerin istatistiksel olarak durağan olmadığını ortaya koymuş ve bu nedenle yapılan tahminlerin eğilimsel nitelikte değerlendirilmesi gerektiği vurgulanmıştır. Sonuçlar, tarım politikalarının ürün bazında farklılaştırılması ve yerel iklim koşullarına uyumlu stratejilerin geliştirilmesi gerektiğini açıkça göstermektedir. Sürdürülebilir tarımsal üretim anlayışının yalnızca verim artışı değil, aynı zamanda toprak sağlığı, besin içeriği ve çevresel etkiler çerçevesinde ele alınması, iklim değişikliğiyle mücadelede etkili ve uzun vadeli bir yaklaşımın temelini oluşturmaktadır. Bu bağlamda, üretim sistemlerinin ekosistemle uyumlu, sorumlu ve geleceğe dönük bir anlayışla yeniden yapılandırılması gerekmektedir.
Özet (Çeviri)
In recent years, advanced technological fields such as artificial intelligence, space technologies, and digital transformation have been at the center of the scientific agenda, with global research resources and policy priorities largely directed toward these innovative areas. However, sustainable food production one of humanity's fundamental needs—and its essential foundation, soil health, have been overshadowed by these technological advancements and have not received adequate prioritization. In this context, evaluating agricultural production solely as an economic activity proves insufficient. Agricultural production is, in fact, a multi-layered environmental process directly linked to the carbon cycle, water use, biodiversity, and the climate system. This multifaceted interaction makes the environmental responsibility and sustainability of agriculture even more significant, particularly in the context of climate change. Today, conventional farming systems that rely heavily on chemical inputs are leading to adverse outcomes such as the depletion of soil organic matter, disruption of microbial diversity, and decreased bioavailability of essential nutrients (Brown ve Miller, 2019; Smith et al., 2020). Consequently, declines in plant protein content and essential mineral levels are being observed, directly affecting both soil fertility and the final product quality. Rising temperatures and increasing atmospheric CO₂ levels associated with climate change further exacerbate these issues, weakening the environmental resilience of the food system. This study evaluates the impact of climate change on soil fertility and on yield and quality parameters in strategic crop groups—such as wheat, rice, maize, and vegetables—with different photosynthetic mechanisms (C₃ and C₄). The findings reveal significant differences among crop types. For instance, while an increase in yield has been observed in wheat, a decrease in protein content has also been detected. This situation highlights the problem of a“production-quality dilemma”under climate-related conditions. In contrast, maize, a C₄ plant, has shown greater resistance to high temperatures and elevated CO₂ levels, demonstrating a more stable performance in terms of both yield and quality. In vegetable groups, irregular yet noteworthy variations have been identified depending on environmental conditions. In addition, using the ARIMA model, time series analyses were conducted for the 2025–2050 period regarding the trends of greenhouse gases such as CO₂, CH₄, and N₂O. All series indicated upward projections. However, stationarity tests (ADF) revealed that these series were statistically non-stationary, thus emphasizing that the projections should be interpreted as trend-based estimations. The results clearly demonstrate the necessity of differentiating agricultural policies by crop type and developing strategies adapted to local climate conditions. A sustainable approach to agricultural production must encompass not only yield increases but also soil health, nutritional content, and environmental impacts. This forms the foundation for an effective and long-term strategy in combating climate change. Accordingly, production systems must be restructured in a manner that is ecologically compatible, responsible, and future-oriented.
Benzer Tezler
- Assessing the impact of climate change on Euphrates and Tigris discharge using distributed hydrologic model
İklim değişikliğinin Fırat ve Dicle nehir akımları üzerindeki etkisinin dağılı hidrolojik modelle değerlendirilmesi
EMRE SALKIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Meteorolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YURDANUR ÜNAL
DOÇ. DR. MEHMET CÜNEYD DEMİREL
- Food export and virtual water trade of Türkiye in the context of climate change
İklim değişikliği bağlamında Türkiye'nin gıda ihracatı ve sanal su ticareti
BUSE UÇAR ISLAM
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
CoğrafyaAnkara ÜniversitesiSu Politikaları ve Güvenliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKŞEN ÇAPAR
- How does water scarcity affect agricultural productivity and food security? A case study on Morocco
Su kıtlığının tarımsal verimlilik ve gıda güvenliği üzerindeki etkileri: Fas örneği
ZAİNAB AL BATOUL MA-EL-AININ
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Ziraatİstanbul Teknik ÜniversitesiAfet ve Acil Durum Yönetimi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HİKMET İSKENDER
- Küresel iklim krizinin gastronomiye etkileri; politikalar ve çözümler
The impact of the global climate crisis on gastronomy; policies solutions
YUSUF KAMİL AĞDUMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Gastronomi ve Mutfak SanatlarıBaşkent ÜniversitesiGastronomi ve Mutfak Sanatları Ana Bilim Dalı
DR. NURTEN BEYTER