Küre Dağları Milli Parkının vejetasyon ekolojisi ve iklim değişikliği senaryolarına göre değerlendirilmesi (Doğu kayını örneği)
Vegetation ecology of Küre Mountains National Park and assessment of climate change scenarios (Fagus orientalis sample)
Yazar: MUHAMMET ÖZTEKİNCİ
Danışman: PROF. DR. MÜCAHİT COŞKUN
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Coğrafya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Coğrafya = Geography

Özet:
Araştırma alanı ülkemizin önemli biyoçeşitlilik zengini sahalarından biridir. Sahanın lokasyonu, jeolojik yapısı, jeomorfolojik ve topografya özellikleri, iklimi ve hidrografya özellikleri doğrultusunda araştırma alanı oldukça zengin bir ortam çeşitliliğine sahiptir. Doğal ortamların çeşitlenmesi flora ve fauna açısından farklı türlerin sahada yer bulmasına olanak sağlamaktadır. Araştırma alanının belirlenmesinde; alanın karstik oluşumlar bakımından zenginliği, Türkiye'nin 9 sıcak noktasından ve büyük memeli hayvanların önemli yaşam alanlarından biri konumunda olması, Türkiye'nin önemli doğa, bitki ve kuş alanları listesinde yer alması, etkili olmuştur.
Küre Dağları Milli Parkı'nda farklı habitatların bulunması bitki tür kompozisyonu zenginliğini oluşturmuştur. Bu durum, ortamın ekolojik unsurlarının incelenmesini ve iklim değişikliklerinin bu özel sahada ne gibi sonuçlara yol açabileceğine yönelik araştırma isteği uyandırmıştır. Araştırmanın kapsamı; "Küre Dağları Milli Parkının Vejetasyon Ekolojisi ve İklim Değişikliği Senaryolarına Göre Değerlendirilmesi" olarak belirlenmiştir. Bu çalışmada, Küre Dağları Milli Parkı'nın doğal ortam özelliklerinin araştırılması, iklim değişikliği senaryolarına göre iklimin genel karakterindeki muhtemel değişimler ve olası yeni durumda vejetasyonda nasıl bir değişimin gerçekleşebileceğine yönelik doğu kayınının modellenmesi amaçlanmıştır.
Araştırma alanı olan Küre Dağları Milli Parkı, Mutlak Koruma, Hassas Kullanım, Sürdürülebilir Kullanım, Kontrollü Kullanım ve Tampon Bölgeden oluşmaktadır. Küre Dağları Milli Parkı, 1/100.000 ölçekli Türkiye Topografya Haritasında E28, E29 ve E30 numaralı pafta sınırları içerisinde yer alır. Araştırma alanı 32°26'44.63"-33°16'5.36" doğu meridyenleri ile 41°37'26.27"-41°56'19.00" kuzey paralelleri arasında bulunmaktadır. Avrupa-Sibirya Fitocoğrafya Bölgesi'nin Öksin Provensi'nde, Karadeniz Bölgesi'nin Batı Karadeniz Alt Bölgesi'nde yer almaktadır. 
Güncel iklim özelliklerinin açıklanması amacıyla araştırmada Bartın, Amasra, Kurucaşile, Arıt, Ulus, Cide, Şenpazar, Azdavay, Pınarbaşı yersel meteoroloji istasyonlarının ölçüm verilerinden yararlanılmıştır. 2020-2060 periyodu için MGM'den temin edilen HadGEM2 Küresel İklim Modeli RCP4.5 ve RCP8.5 senaryo çıktıları kullanılmıştır. Jeolojik yaş ve litoloji verileri Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü (MTA) tarafından paylaşılan 1/25.000 ölçekli jeoloji paftalarına, büyük toprak grupları Tarım ve Orman Bakanlığı verilerine, vejetasyon verileri Orman Genel Müdürlüğü tarafından hazırlanan sayısallaştırılmış meşcere verilerine dayanmaktadır.
Araştırma alanında iklim karakterinin belirlenmesi amacıyla Erinç ve Thornthwaite iklim sınıflandırmaları, sıcaklık karasallığının izahında Conrad formülü, yağış karasallığı için Coutagne yöntemi tercih edilmiştir. Yağış ve sıcaklık eğilimlerinin tespiti için Mann-Kendall ve Spearman'ın Rho Trend test yöntemine başvurulmuştur. Vejetasyon verimliliğinin zaman serisindeki değişimi NDVI yöntemiyle, sarıçamların yıllık büyüme artımları dendrokronoloji yöntemiyle belirlenmiştir. Kayın vejetasyonunun iklim değişikliği senaryolarına göre modelleme analizi AHP yöntemiyle oluşturulmuştur. Bu nedenle araştırmada çok sayıda yöntemin birbirini desteklediği karma araştırma deseniyle sonuca gidilmiştir.
Uzun zaman serisinde ölçüm verisi bulunan Amasra, Bartın ve Cide istasyonlarda yıllık ortalama sıcaklık değerlerinin trend analizi, üç istasyonda da ciddi anlamda pozitif yönlü artış eğilimini göstermektedir. Yıllık toplam yağış verileri incelendiğinde Amasra ve Cide istasyonlarında azalışların olduğu görülmektedir. Amasra istasyonundaki azalış, istatistiki açıdan anlamlıdır. Bartın istasyonunda ise bir artış görülse de anlamlılık taşımamaktadır.
Araştırma alanında doğu kayını ve yaygın gürgen başta olmak üzere toplam 47 kadar ağaç, 64 kadar çalı türü ortamda ağaç ve çalı vejetasyonunda yer almaktadır. Nemli ılıman bol yağışlı kıyı kesimde kayın toplulukları öne çıkmaktadır. Araştırma alanında aynı ortamda sarıçam, karaçam, kayın, Uludağ göknarı, yaygın gürgen, kestane gibi türlerin yayılış yaptığı ormanlara rastlanır. Bu ormanların çalı katında mor çiçekli ormangülü ve çobanpüskülü yoğunluklu psödomaki elemanları yaygındır. Ayrıca aynı vejetasyonda defne, sandal, akçakesme, kocayemiş gibi sıcaklık isteği daha yüksek olan maki elemanlarının birlikte yaşadığı nadir gözlemlenebilen vejetasyon deseni iklim değişikliklerinin araştırma alanında orman karakteristiğine yansıması açısından önemlidir.

Araştırma alanı için yararlanılan meteoroloji istasyonları verilerinin topografyaya uyarlanmasıyla tampon zonun dâhil olduğu Küre Dağları Milli Parkı'nda yıllık sıcaklık ortalaması 10,7 °C olarak hesaplanmıştır. RCP4.5 senaryosuna göre 2,2 °C sıcaklık artışı öngörülmekte olup sıcaklık ortalamasının 12,9 °C'ye ulaşması, RCP8.5 senaryosunda ise 2,5 °C'lik sıcaklık artışıyla 13,2 °C'ye ulaşması simüle edilmektedir. Yağış değerleri incelendiğinde ise araştırma alanının yıllık toplam yağış ortalaması 1150 mm'dir. RCP4.5 senaryosunda günümüz şartlarına göre 187,4 mm azalış beklenmekte olup araştırma alanına ortalama 905 mm yağış düşmesi, RCP8.5 senaryosunda ise 165 mm düşüş ile 929 mm yağış gerçekleşmesi öngörülmektedir (2020-2060 RCP senaryo çıktılarına göre).
Araştırma alanı için yararlanılan simülasyonlara göre sahada 2 °C'nin üzerinde sıcaklık artışı beklenmektedir. Yağış değerlerinde ise ciddi azalış öngörülmektedir. Bu senaryoların gerçekleşmesi halinde araştırma alanının vejetasyon özelikleri ve dağılışında dikey yönde 400 m'ye varan yer değişiminin oluşacağı tahmin edilmektedir.
Değişmesi beklenen ortam koşullarına göre günümüzde daha geniş yayılış alanı bulan araştırma alanının karakteristik türü olan kayın ağaçlarının her iki senaryo çıktılarına göre de iyi gelişim gösterebileceği sahalarda daralma beklenmektedir. RCP8.5 senaryosunda yükselti dışında özellikle güney bakılı yamaçlar olmak üzere eğim ve bakı gibi topografya elemanlarına daha fazla tepki vereceği modellenmiştir. 
Araştırma alanında kumul vejetasyonunun yaygınlaştığı sahalara yönelik milli park sınırları içerisinde temsil alanı oluşturulmaması önemli bir eksiklik olarak görülmektedir. Küre Dağları Milli Parkı'nda maki elemanlarının ağaçlaşmış örneklerinin birlik oluşturduğu sahalara yönelik özel planlamaların gerçekleştirilmesi tavsiye edilmektedir. Ayrıca kıyı kesimde nemli ortama iyi uyum sağladığı düşünülen sarıçamlara yönelik genetik araştırmaların yapılmasının, türlerin değişen ortam koşullarına uyumlarının daha iyi anlaşılmasını sağlayacağı düşünülmektedir. Araştırma alanında tarımsal faaliyetlerin terk edildiği sahalarda enerji ve bal ormanlarının kurulması ekonomik göstergelerdeki yeri itibariyle tercih edilebilir.

Abstract:
The research area is one of the important biodiversity-rich areas of Turkey. In line with the location, geological structure, geomorphological and topographical features, climate and hydrography features of the site, the research area has a very rich diversity of environments. The diversification of natural environments allows different species to find a place in the field in terms of flora and fauna. The richness of the area in terms of karst formations, being one of the 9 hotspots of Turkey and one of the important habitats of large mammals, being included in the list of important nature, plant and bird areas of Turkey were effective in determining the research area.
The presence of different habitats in the Küre Mountains National Park has created a richness of plant species composition. This situation has aroused the desire to examine the ecological elements of the environment and to investigate the consequences of climate changes in this special area. The scope of the research was determined as "Vegetation Ecology of Küre Mountains National Park and its Evaluation According to Climate Change Scenarios". In this study, it was aimed to investigate the natural environment characteristics of the Küre Mountains National Park, possible changes in the general character of the climate according to climate change scenarios and modelling of the Fagus orientalis for the possible changes in vegetation in the new situation.
Küre Mountains National Park, which is the research area, consists of Absolute Protection, Sensitive Use, Sustainable Use, Controlled Use and Buffer Zone. Küre Mountains National Park is located within the borders of the E28, E29 and E30 plans on the 1/100.000 scale Topography Map of Turkey. The research area is located between 32°26'44.63"-33°16'5.36" east meridians and 41°37'26.27"-41°56'19.00" north parallels. It is located in the Euxine Provenance of the Euro-Siberian Phytogeographic Region and in the Western Black Sea Subregion of the Black Sea Region.
In order to explain the current climate characteristics, the measurement data of Bartın, Amasra, Kurucaşile, Arıt, Ulus, Cide, Şenpazar, Azdavay, Pınarbaşı local meteorological stations were used in the study. For the 2020-2060 period, HadGEM2 Global Climate Model RCP4.5 and RCP8.5 scenario outputs obtained from MGM were used. Geological age and lithology data are based on 1/25.000 scale geological sheets shared by the General Directorate of Mineral Research and Exploration (MTA), large soil groups are based on data from the Ministry of Agriculture and Forestry, and vegetation data are based on digitised stand data prepared by the General Directorate of Forestry.
Erinç and Thornthwaite climate classifications, Conrad's formula for the explanation of temperature instability and Coutagne's method for precipitation instability were preferred in order to determine the climate character of the research area. Mann-Kendall and Spearman's Rho Trend test methods were used for the determination of precipitation and temperature trends. The time series change of vegetation productivity was determined by NDVI method and annual growth increments of Pinus sylvestris L. were determined by dendrochronological method. Modelling analysis of Fagus orientalis vegetation according to climate change scenarios was created by AHP method. Therefore, the study was concluded with a mixed research design in which many methods supported each other.
The trend analysis of the annual average temperature values at Amasra, Bartın and Cide stations, which have measurement data in the long time series, shows a significant positive increasing trend at all three stations. When the annual total precipitation data are analysed, it is seen that there are decreases in Amasra and Cide stations. The decrease in Amasra station is statistically significant. Although an increase is observed at Bartın station, it is not significant.
In the study area, a total of 47 tree and 64 shrub species, mainly eastern beech and common hornbeam, are found in the tree and shrub vegetation. Beech communities are prominent in the humid temperate coastal area with abundant rainfall. In the same environment, forests with species such as Pinus sylvestris L., Pinus nigra, Fagus orientalis, Abies bornmuelleriana, Carpinus betulus and Castanea sativa are found in the research area. In the shrub layer of these forests, Rhododendron ponticum and Laurus nobilis dense pseudomonas are common. In addition, the vegetation pattern, which can rarely be observed in the same vegetation where maquis elements with higher temperature demand such as Laurus nobilis, Arbutus andrachne, Phillyrea latifolia, Arbutus unedo live together, is important in terms of the reflection of climate changes on forest characteristics in the research area.
By adapting the data of the meteorological stations utilised for the research area to the topography, the average annual temperature in the Küre Mountains National Park, including the buffer zone, was calculated as 10.7 °C. According to the RCP4.5 scenario, a temperature increase of 2.2 °C is foreseen and the average temperature is expected to reach 12.9 °C, while in the RCP8.5 scenario, a temperature increase of 2.5 °C is simulated to reach 13.2 °C. When the precipitation values are analysed, the average annual total precipitation of the study area is 1150 mm. In the RCP4.5 scenario, a decrease of 187.4 mm is expected compared to today's conditions and an average of 905 mm precipitation is expected to fall in the research area, while in the RCP8.5 scenario, a decrease of 165 mm and 929 mm precipitation is predicted (according to 2020-2060 RCP scenario outputs).
According to the simulations utilised for the research area, a temperature increase of more than 2 °C is expected in the area. A significant decrease in precipitation values is predicted. If these scenarios are realised, it is estimated that the vegetation characteristics and distribution of the research area will change up to 400 m in the vertical direction.
According to the environmental conditions expected to change, the areas where beech trees, the characteristic species of the research area, which have a wider distribution area today, can develop well according to both scenario outputs, are expected to shrink. In the RCP8.5 scenario, apart from elevation, it is modelled to respond more to topography elements such as slope and aspect, especially on south facing slopes.
It is seen as an important deficiency that there is no representation area within the borders of the national park for the areas where dune vegetation is widespread in the research area. In Küre Mountains National Park, it is recommended that special planning should be carried out for the areas where the wooded examples of maquis elements form an association. In addition, it is thought that conducting genetic research on yellow pines, which are thought to be well adapted to the humid environment in the coastal area, will provide a better understanding of the adaptation of species to changing environmental conditions. Establishment of energy and honey forests in the areas where agricultural activities are abandoned in the research area may be preferred in terms of its place in economic indicators.