Tıraşlama kesiminin toprak nemi ve sıcaklığı ile otsu bitkilerin gelişimi üzerindeki etkisi
Effects of clear cutting on soil moisture, soil temperature and herbaceous vegetation growth
Yazar: MUSTAFA AYTEKİN
Danışman: PROF. DR. FERHAT GÖKBULAK
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Havza Yönetimi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering

Özet:
Bu çalışmanın amacı, Belgrad ormanı içerisinde meşe – gürgen karışık ormanında tıraşlama kesiminin toprak özellikleri, toprak sıcaklığı ve toprak nemi ile otsu vejetasyonun gelişimi üzerindeki etkisini belirlemektir. 
Toprak örnekleri birbiri ile komşu iki parselden, 0 – 5 cm toprak derinliğinden alınmıştır. Örnek alınan bu toprak örneklerinin; permeabilite, hacim ağırlığı, tekstür, erodibilite, tane yoğunluğu, boşluk hacmi, organik madde, toprak reaksiyonu, elektrik iletkenliği, toprak iskelet içeriği ve maksimum su tutma kapasitesi araştırılmıştır. Analizler sonucunda elde edilen veriler eşlenikli t testi ile istatiksel olarak karşılaştırılmıştır. 
Toprak sıcaklığı 50 cm toprak derinliğinden ve toprak nemi 1 metre toprak derinliğinden 1 saat arayla 1 yıl boyunca hem açık alanda hem de ormanlık alanda ölçülmüş ve kayıt edilmiştir. Toprak nemi ve toprak sıcaklığı değerleri eşlenikli t testi ile istatiksel olarak karşılaştırılmıştır. 
Vejetasyon ile ilgili yapılan arazi çalışmalarında ise bitki türleri, bitki sıklığı ve frekansı, vejetasyon örtüsü alanı, toprak üstü biomas miktarı ve Shannon indeksine göre tür çeşitliliği araştırılmıştır. Vejetasyon örtüsü alanı kuadrat yöntemi ile sabit transekt hatları boyunca 8 ay süre ile hem açık alanda hem de ormanlık alanda ölçülmüştür. Toprak üstü biomas için transekt hatları boyunca rastgele kuadrat konularak açık alandan 20 tane, ormanlık alandan 20 tane olmak üzere toplamda 40 tane örnek toprak yüzeyinden biçilerek alınmıştır. Açık alan ve ormanlık alanda bulunan ortak türlerin sayısı eşlenikli t testi kullanılarak analiz edilmiştir. Açık alan ve ormanlık alan için toprak üstü biomas miktarı da Eşlenikli t testi ile istatiksel olarak karşılaştırılmıştır.  Açık alan ve ormanlık alandaki vejetasyon örtüsü analizi için ise ANOVA (iki faktörlü) kullanılarak analiz edilmiş, ortalamalar Tukey testi ile karşılaştırılmıştır. Tür çeşitliliğini belirlemek için tür sayısı dikkate alınarak Shannon indeksi kullanılmıştır.
Toprak ve yağış suyu örnekleri yağış olaylarına bağlı olarak haftalık olarak toplanmıştır. Toprak ve yağış suyu örnek miktarına bağlı olarak; pH, EC, askıda katı madde miktarı, bulanıklık ve renk gibi parametreler analiz edilmiştir. Toprak ve yağış suyu analiz sonuçlarına göre ANOVA (tek etken) kullanılarak analiz edilmiş ve ortalamalar Tukey testi ile karşılaştırılmıştır.
Analiz sonuçlarına göre tıraşlama kesiminin; ortalama, maksimum ve minimum toprak sıcaklıkları ile ortalama toprak nemi üzerinde istatistiksel olarak önemli etkisi bulunmuştur (P < 0,05). Sonuçlara göre, ortalama nem açık alanda volümetrik olarak 0,37 ve ormanlık alanda 0,32 bulunmuştur. Açık alanda; ortalama toprak sıcaklığı, maksimum toprak sıcaklığı ve minimum toprak sıcaklığı sırasıyla 15,9oC, 26oC, 5,3oC bulunmuştur. Ormanlık alanda ise ortalama toprak sıcaklığı, maksimum toprak sıcaklığı ve minimum toprak sıcaklığı sırasıyla 14,5oC, 20,9oC, 6,8oC bulunmuştur. Toprak örnekleri analiz sonuçlarına göre ise permeabilite, tekstür, tane yoğunluğu, pH, EC ve toprak iskelet içeriği açık alan ve ormanlık alanda benzerlik göstermiştir (P > 0,05). Bunun aksine hacim ağırlığı, erodibilite, organik madde, boşluk hacmi ve maksimum su tutma kapasitesi açık alan ve ormanlık alanda istatistiksel olarak farklılık göstermiştir (P < 0,05).
Vejetasyon analiz sonuçlarına göre ise açık alanda 40 tür, ormanlık alanda 20 tür tespit edilmiş olup, 15 türün ise her iki alanda da geliştiği görülmüştür. Ormanlık alanda en fazla bulunan tür Epimedium pubigerum (DC.) Moren & Decaisne (18,27/m2) iken açık alanda ise Doronicum orientale Hoffm. (13,8/m2) bulunmuştur. Vejetasyon örtüsü alanlarının aylara göre etkileşimi karşılaştırıldığında ise istatistiksel olarak önemli bir fark saptanmamıştır (P > 0,05). Toprak üstü biomas miktarları arasında ise istatistiksel olarak bir fark olduğu bulunmuştur ( P < 0,05). Shannon çeşitlilik indeksine göre tür çeşitliliği ise açık alanda (1,329), ormanlık alanda (0,908) bulunmuştur. Ayrıca, açık alandaki (0,577) vejetasyon dağılımı ormanlık alana (0,394)  göre daha düzenli bulunmuştur.
Toprak suyu analizi sonuçlarına göre; yağış suyu, açık alan toprak suyu ve ormanlık alan toprak suyu için pH, EC, bulanıklık ve toplam askıda katı madde miktarı arasında istatistiksel olarak önemli bir fark bulunmuştur (P < 0,05). Renk bakımından yağış suyu, açık alan toprak suyu ve ormanlık alan toprak suyu arasında ise istatistiksel olarak bir fark bulunmamıştır ( P > 0,05).

Abstract:
The objective of this study was to investigate effects of clear-cutting on selected soil characteristics and diversity of herbaceous plant species in oak – hornbeam mixed forest in Belgrad Forest. 
Soil samples were collected from 0 – 5 cm soil depth in a forest plot and an adjacent clearcut plot. Soil samples were analyzed for texture, bulk density, particle density, porosity, hydraulic conductivity, saturation capacity, pH, electrical conductivity, dispersion ratio, organic matter and soil fraction rates. Also, soil temperature and moisture have been recorded at 0,5 and 1 m soil depths respectively with hourly interval in both treatment and control plots for 12 months. Data were analysed by using Paired-samples t test.
This study also investigated growth performanced of herbaceous vegetation, abundance plant species, their density, frequency, cover and amount of above-ground biomass and species diversity by using Shannon index in clearcut plot and treatment plot. Vegetation sampling was done by using quadrate method in both treatment and control plots for 8 months. Amount of above-ground biomass was collected with random quadrature in both treatment and control plots. Data were analysed by using Paired-samples t test for amount of above-ground biomass and common species in both study sites. Data were analysed by using ANOVA and means were compared with Tukey test for vegetation cover.
Soil water and rain water samples were collected on a weekly basis depending on precipitation events. Soil water samples were analysed for pH, EC, turbidity, colour and suspended solid. Data were analysed by using ANOVA and means were compared with Tukey test.
Results showed that clear-cutting significantly affected average, maximum, minimum soil temperature and average soil moisture (P < 0,05). Results showed that the average daily soil temperatures were 15,9oC and 14,5oC in the treatment and control plots, respectively. On the other hand, the average daily  maximum soil temperatures were 26oC and 20,9 oC, the average daily minimum soil temperatures were 5,3oC and 6,8oC in the treatment and control plots, respectively. The average volumetric soil moistures were 0,37 in treatment plot and 0,32  in control plot. Also, results showed that soil characteristics under the treatment plot differed significantly from those under the control plot for bulk density, erodibility, organic matter, saturation capacity and porosity (P < 0,05). In contrast, significant differences were not found between soil of treatment and control plots for soil texture, particle density, soil fraction rates, pH, EC and hydraulic conductivity (P > 0,05).
According to vegetation analyses, 40 species were identified in the treatment plot while 20 species in control plot. Both study sites had 15 plant species in common. The most abundant species was Epimedium pubigerum (DC.) Moren & Decaisne (18,27/m2) in control plot while Doronicum orientale Hoffm. (13,8/m2) in treatment plot. Results showed that plant density and amount of above-ground under the control plot differed significantly from that under the treatment plot (P < 0,05) whereas vegetation cover was not significantly differed in both treatment and control plots (P > 0,05). According to Shannon index, species diversity of treatment plot (1,329) was greater than the control plot (0,577). Also, vegetation distribution was much more uniform in the treatment plot (0,577) compared to the control plot (0,394).
Results revealed that clearcutting of wood vegetation significantly affected soil water parameters and pH, EC, turbidity, suspended solid particle and colour values of the soil water increased after clearcutting.