Farklı arazi kullanımlarında toprak solunum değerlerinin belirlenmesi
Determination of soil respiration values in different land use
Yazar: ASHRAF ANWAR SALEM RAGES
Danışman: DOÇ. DR. MİRAÇ AYDIN
Kastamonu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering

Özet:
Kastamonu Üniversitesi'nde yürütülen çalışma, Batı Karadeniz bölgesindeki karaçam ağaçları (Pinus nigra Arnold) başta olmak üzere farklı arazi kullanımlarında toprak solunum oranlarının belirlenmesine odaklanılmıştır. Bir yıl boyunca, rastgele blok tasarımı kullanarak dört (4) bloğa bölünmüş on altı (16) alanda toprağın solunum oranları ölçülmüştür. Araştırma metodolojisi toprak solunum oranları, toprak sıcaklığı, toprak nemi ve hava sıcaklığına ilişkin verilerin toplanmasını içermekle birlikte ve bu değişkenler arasındaki ilişkileri değerlendirmek ve farklı orman türleri ve yaşları arasında toprak solunum oranlarındaki farklılıkları belirlemek için istatistiksel analizler yapılmıştır. İstatistiksel analizler CO2 akışları ile çevresel faktörler arasında anlamlı ilişkiler olduğunu ortaya çıkarmıştır. Çalışmada, CO2 akışı ile toprak sıcaklığı ve hava sıcaklığı arasında sırasıyla 0,7 ve 0,8 korelasyon katsayılarıyla güçlü pozitif ilişkiler tespit edilmiştir. Toprak nemi ile -0,5 korelasyon katsayısıyla orta derecede negatif bir ilişki gözlendi. Orman yaşları ve türleri arasında toprak CO2 akışlarını karşılaştıran ANOVA testleri Toprak solunum oranları, orman türüne (p<0,05) ve zamana (p<0,0001) göre önemli ölçüde farklılık göstermektedir. Ancak her ikisinin birleşik etkilerinde anlamlı bir fark yoktu (p>0,05). Orman türlerine göre ortalama toprak solunumu R'ler: Orta Rejenerasyon (IR): 2,94 µmol CO2 m-2 s-1, Olgun Plantasyon (MR): 2,60 µmol CO2 m-2 s-1, Kontrol (CT): 2,46 µmol CO2 m-2 s-1 ve Genç Rejenerasyon (YR): 2,36 µmol CO2 m-2 s-1. Çoklu karşılaştırmalar IR'nin YR ve CT'den önemli ölçüde farklı olduğunu ancak MP'den farklı olmadığını ortaya çıkardı. Mevsimlere göre ortalama R'ler: Kış ayları (Aralık'tan Şubat'a): 0,30 ile 0,65 µmol m2 s-1 arasında değişen en düşük ortalama RS, yaz ayları (Haziran'dan Ağustos'a): 4,04 ile 5,42 µmol m2 s-1 arasında değişen en yüksek ortalama RS. Genel olarak tez, farklı arazi kullanımlarındaki toprak solunum oranlarına ilişkin değerli bilgiler sunarak toprak solunum dinamiklerini incelerken orman türü ve yaşı gibi faktörlerin dikkate alınmasının önemini vurgulamaktadır. Çalışmada bulunan ölçüm oranları, ormanlık alanlarda çevre yönetimi ve karbon döngüsü uygulamaları için değerli veriler sunmaktadır.

Abstract:
The study conducted at the University of Kastamonu focused on determining soil respiration rates in different land uses, particularly in the context of Larch trees (Pinus nigra Arnold) in the Western Black Sea region. For one year, we measured soil respiration rates in sixteen (16) plots divided into four (4) blocks using a randomized block design. The research methodology involved collecting data on soil respiration rates, soil temperature, soil moisture, and air temperature, and statistical analyses were performed to assess the relationships between these variables and to determine the differences in soil respiration rates across different forest types and ages. Statistical analyses revealed significant correlations between RS and environmental factors. The study found strong positive relationships between RS and soil temperature, as well as air temperature, with correlation coefficients of 0.7 and 0.8, respectively. A moderate negative relationship was observed with soil moisture, with a correlation coefficient -0.5. ANOVA tests comparing soil RS across forest ages and types revealed significantly different soil respiration rates by forest type (p<0.05) and time (p<0.0001). However, there were no significant differences in the combined effects of both (p>0.05). Average soil respiration RS based on forest types were: intermediate regeneration (IR): 2.94 µmol CO2 m-2 s-1, Mature Plantings (MR): 2.60 µmol CO2 m-2 s-1, Control (CT): 2.46 µmol CO2 m-2 s-1 and Young Regeneration (YR): 2.36 µmol CO2 m-2 s-1. Multiple-wise comparisons revealed that IR differed significantly from YR and CT but not from MP. Average RS based on seasons were: Winter months (December to February): lowest mean RS ranging from 0.30 to 0.65 µmol m2 s-1, summer months (June to August): highest mean RS ranging from 4.04 to 5.42 µmol m2 s-1. Overall, the thesis provides valuable insights into soil respiration rates in different land uses, highlighting the importance of considering factors such as forest type and age when studying soil respiration dynamics. The measurement rates found in the study offer valuable data for environmental management and carbon cycling practices in forested areas.