Anadolu'daki başlıca karasal biyomlarda iklim değişikliği, yangın ve otlatmanın vejetasyon dinamikleri üzerine etkisinin modellenmesi
Modeling the effect of climate change, fire and grazing on vegetation dynamics in major terrestrial biomes of Anatolia
Yazar: ANIL BAHAR
Danışman: PROF. DR. ÇAĞATAY TAVŞANOĞLU
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Bitki ekolojisi = Plant ecology ; Orman ekolojisi = Forest ecology ; Peyzaj ekolojisi = Landscape ecology

Özet:
Bu tez çalışmasında, Anadolu'nun üç farklı karasal biyomundaki (İç Anadolu bozkırı, Akdeniz orman ve çalılıkları, Karadeniz ılıman karışık ormanları) uzun dönemli vejetasyon dinamikleri, FATELAND modeli kullanılarak incelenmiştir. Araştırmanın amacı farklı iklim değişikliği senaryoları ve müdahale rejimlerinin (otlatma ve yangın) bu biyomlardaki vejetasyon yapısı ve bitki fonksiyonel grupları üzerindeki etkilerini araştırmakrır. Bu kapsamda, her biyoma özgü bitki fonksiyonel grupları, fonksiyonel karakter yaklaşımıyla tanımlanmıştır.
İç Anadolu bozkır biyomunda farklı yoğunluktaki otlatma rejimlerinin vejetasyon yapısı ve fonksiyonel grupların 50 yıllık dinamikleri simüle edilmiştir. Akdeniz orman ve çalılıkları biyomunda farklı iklim değişikliği ve yangın sıklığı senaryolarının uzun vadeli (120 yıllık) etkileri araştırılmıştır. Karadeniz ılıman karışık orman biyomlarında da mevcut karışık orman dinamikleri ve tepe yangınlarının vejetasyon dinamikleri üzerindeki etkileri 120 yıllık simülasyonlarla analiz edilmiştir.
İç Anadolu bozkır biyomunda orta yoğunlukta otlatmanın vejetasyonun stabilitesini ve fonksiyonel çeşitliliğini koruduğu; aşırı otlatmanın varlığı ve otlatmanın yokluğunun ise vejetasyonda uzun vadeli durum değişikliklerine yol açtığı saptanmıştır. Aşırı otlatma, dikenli ve dikensiz yarıçalılar ile çok yıllık geniş yapraklı otsu bitkilerin kaybına neden olmuş; çok yıllık buğdaygiller ve tek yıllıklar baskın hale gelmiştir. Akdeniz orman ve çalılıkları biyomunda 2. iklim değişikliği senaryosunda Quercus ve Pinus fonksiyonel gruplarının rekabet dinamiklerinin Pinus lehine güçlendiği sonucuyla karşılaşılmıştır. Yangın sonrası toparlanma yeteneği yüksek olan Erica ve Cistus gibi fonksiyonel grupların, artan kuraklık koşullarında bolluklarını artırdığı tespit edilmiştir. Karadeniz ılıman karışık orman biyomlarında tepe yangınları sonrasında geniş yapraklı ağaçların hızlı bir toparlanma göstererek baskın hale geldiği, iğne yapraklı ağaçların ise bolluklarının azaldığı gözlemlenmiştir.
Bu çalışma, Anadolu'nun karasal biyomlarındaki vejetasyon dinamikleri üzerinde farklı iklim değişikliği senaryoları ve müdahale rejimlerinin etkilerini vejetasyon modellemesi yaklaşımıyla araştırmıştır. Bulgular, ekosistem yönetimi ve koruma stratejilerinin geliştirilmesine yönelik önemli bilgiler sağlamaktadır. Özellikle, iklim değişikliği ve ekolojik müdahalelerinin vejetasyon üzerindeki potansiyel etkilerini anlamak ve bu etkileri azaltmak için stratejiler geliştirmek adına önemli sorular sorulmuş ve yanıtlar bulunmuştur.

Abstract:
In this thesis, long-term vegetation dynamics in three different terrestrial biomes of Anatolia (Central Anatolian Steppe, Mediterranean forests and shrublands, and Karadeniz temperate mixed forests) were examined using the FATELAND model. The aim of the research was to investigate the effects of different climate change scenarios and disturbance regimes (grazing and fire) on the vegetation structure and plant functional groups in these biomes. In this context, plant functional groups specific to each biome were defined using the functional trait approach for each biome.
In the Central Anatolian steppe biome, 50-year dynamics of vegetation structure and functional groups under grazing regimes of different intensities were simulated. In the Mediterranean shrubland and forest biome, the long-term effects over 120 years of different climate change and fire frequency scenarios were investigated. In the Black Sea temperate mixed forest biomes, the effects of current mixed forest dynamics and crown fires on vegetation dynamics were analyzed through 120-year simulations.
In the Central Anatolian steppe biome, it was determined that moderate-intensity grazing preserves the stability of vegetation and functional diversity, while overgrazing and the absence of grazing lead to long-term state changes in vegetation. Overgrazing caused the loss of spiny and non-spiny subshrubs and perennial forbs; perennial graminae and annuals became dominant. In the Mediterranean shrubland and forest biome, under pessimistic climate change scenarios, it was found that the competitive dynamics between the Quercus and Pinus functional groups shifted in favor of Pinus. It was observed that functional groups like Erica and Cistus, which have high post-fire recovery ability, increased their abundance under increasing drought conditions. In the Black Sea temperate mixed forest biomes, after crown fires, it was observed that broadleaf trees showed rapid recovery and became dominant, while the abundance of coniferous trees decreased.
The study focused on the effects of different climate change scenarios and disturbance regimes on the vegetation dynamics in Anatolia's terrestrial biomes using vegetation moedelling approach. The findings provide important information for the development of ecosystem management and conservation strategies. In particular, important questions were asked and answers were found to understand the potential effects of climate change and ecological disturbances on vegetation and to develop strategies to mitigate these effects.