Kızılçam (Pinus brutia Ten.) ormanlarında bitkilerin yanabilirliğinin popülasyon, tür ve komünite düzeyindeki değişkenliği ve bu değişkenliğin yangın rejimi ile ilişkisi
Variability of the flammability of plants in Turkish red pine (Pinus brutia Ten.) forests at population, species and community levels, and the relationship of this variability with the fire regime
Yazar: NURSEMA AKTEPE
Danışman: PROF. DR. ÇAĞATAY TAVŞANOĞLU
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Ekoloji ve Çevre Biyolojisi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Orman yangınları = Forest fires

Özet:
Bitkilerin yanabilirlik özellikleri, yangına eğilimli ekosistemlerdeki bitki topluluklarının yangın rejimleriyle olan ilişkisini anlamak için önemlidir. Son yıllarda yapılan çalışmalar, yanabilirlik ile ilgili bitki fonksiyonel karakterlerinin popülasyonlar arasında değişkenlik gösterdiğini ve bu değişkenlikten yangın rejiminin sorumlu olabileceğini ileri sürmüşlerdir. Bu tez kapsamında, ekosistem dinamiklerinin şekillenmesinde yangının önemli bir rol oynadığı Akdeniz ekosisteminde bulunan Kızılçam (Pinus brutia Ten.) orman altı odunsu florasını oluşturan baskın maki türlerinin yanabilirliklerinin tür, popülasyon ve komünite düzeyinde araştırılması, yanabilirlik karakterlerinin farklı yangın rejimleri altında nasıl değiştiğinin ortaya çıkarılması ve incelenen türlerin yangına karşı gösterdikleri tepkilerin temel yanabilirlik bileşenlerine göre sınıflandırılması amaçlanmıştır.
Bitki yanabilirliği bu çalışmada, bitki yanabilirlik karakterlerindeki türler arası ve tür içi değişkenlik, bu karakterlerin yangın rejimlerine bağlı olarak gösterdikleri değişim ve yanabilirlik bileşenleri ile arasındaki ilişki olmak üzere üç ana bölüm altında incelenmiştir. Arazi çalışmaları, Türkiye'nin en sık orman yangını görülen iki ili olan Muğla ve Antalya sınırları içerisinde yer alan olgun Kızılçam ormanlarında yürütülmüştür. Bitkilerin yanabilirliğini etkileyen dokuz bitki karakteri (yaprak kıvrıklığı, yaprak nem içeriği, özgül yaprak alanı, yaprak kuru madde miktarı, dallanma
 
yapısı, yaprak kalınlığı, kaba / ince yanıcı madde oranı, ölü / ince yanıcı madde oranı, ölü
/ canlı yanıcı madde oranı) ile ilgili arazide ve laboratuvarda ölçümler gerçekleştirilmiştir. Yaprak karakterleri ve yanabilirlik bileşenleri arasındaki ilişkinin ortaya çıkarılabilmesi için farklı türlere ait yapraklar deneysel olarak yakılmış ve herhangi bir ateşleme kaynağı kullanılmadan ortalama 400 - 430 ºC'lik sıcaklıktaki kül fırını kullanılarak tür düzeyinde yanabilirlik sınıfları ortaya çıkarılmıştır. Yanabilirlikle ilişkili bitki karakterlerinin farklı alanlardaki bitki komüniteleri, türleri ve popülasyonları arasında nasıl değiştiği ortaya çıkarılmış, ayrıca yanabilirlik bileşenleri (tutuşabilirlik, sürdürülebilirlik, yanıcılık ve tüketilebilirlik) ile ilişkileri tespit edilmiştir. Bulgular, incelenen tüm yanabilirlik karakterlerinin türler arasında istatistiksel olarak anlamlı seviyede değişkenlik gösterdiğini ortaya koymuş ve yangına eğilimli Akdeniz Kızılçam ormanlarındaki bitkilerin yanabilirlik stratejilerinin türe özgü olduğunu ortaya çıkarmıştır.
Tezden elde edilen bulgular, yanabilirlik özelliklerinin yangına eğilimli ekosistemlerdeki bitki türlerinin ekolojisini ve evrimini anlamak için dikkate alınması gereken önemli bir biyolojik karakter olduğu fikrini desteklemektedir. Yangına eğilimli alanlarda kolay yanabilen ya da yangına dayanıklı bitkilerin ve bu bitkilerin sahip olduğu karakterlerin yanabilirlikle ilişkisinin ortaya çıkarılması, yangın sonrası orman restorasyonunda, gerektiğinde yangına dayanıklı bitki toplulukları oluşturulmasında ve Kızılçam ormanlarında gelecekteki yangın tehlikesini azaltmak için türlerin seçimine yardımcı olacaktır.

Anahtar Kelimeler: Bitki Fonksiyonel Karakterleri, Değişkenlik, Orman Yangını, Pinus brutia, Yanabilirlik, Yangın Rejimi

Abstract:
The flammability traits of plants are important for understanding the relationship between plant communities and fire regimes in fire-prone ecosystems. Recent studies have argued that plant functional traits related to flammability show variability among populations and that the fire regime may be responsible for this variability. Within the scope of this thesis, it is aimed to investigate the flammability traits at species, population and community levels in Mediterranean maquis species in Pinus brutia forests. It is also aimed to reveal how the flammability traits vary under different fire regimes and to classify the responses of the examined species to fire based on the basic flammability components. In this study, plant flammability was investigated under three main sections: inter- and intra-specific variability in plant flammability traits, the variation of these traits depending on the fire regime, and their relationship with the flammability components.
Field studies were carried out in Muğla and Antalya in Southwest Anatolia, where are two provinces Turkey's most frequent forest fires occur. We selected the most-abundant 26 maquis species in these forests and measured nine flammability traits (leaf dry matter content, specific leaf area, fuel moisture content, branching, leaf curliness, leaf thickness, the proportion of dead fine- fuel, dead to live fuel ratio and the proportion of coarse and
 
fine fuel) in the field and laboratory. In order to reveal the relationship between leaf traits and flammability components, leaves were burned experimentally by using a muffle furnace at an average temperature of 400 - 430ºC and flammability classes were revealed at the species level. The results showed how the plant traits associated with flammability vary among plant communities, species and populations in different areas, and their relationships with flammability components (ignitability, sustainability, combustibility, and consumability).
The findings showed that all the studied flammability traits significantly vary among species and flammability strategies of plants in fire-prone Mediterranean pine forests are species-specific.
The evidence obtained from this thesis supports the idea that flammability traits are important biological traits that have to be considered to understand the ecology and evolution of plant species in fire-prone ecosystems. Revealing flammability of plants will help the selection of species for the restoration of Mediterranean habitats, to establish fire-resistant plant communities when necessary, and to decrease the future fire danger.

Keywords: Plant Functional Traits, Variability, Flammability, Fire Regime, Forest fire,
Pinus brutia.