Boraboy gölü ve yakın çevresindeki toprak, bitki ve su özelliklerinin coğrafi bilgi sistemleri ve uzaktan algılama ile araştırılması
Researching soil, plant and water properties in boraboy lake and surrounding area by geographic information systems and remote sensing
Yazar: ŞAHİN BURAK DEMİRTAŞ
Danışman: DOÇ. DR. HAKAN METE DOĞAN
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Biyografi = Biography ; Coğrafya = Geography ; Ziraat = Agriculture
Dizin: Coğrafi bilgi sistemleri = Geographical information systems ; Uzaktan algılama = Remote sensing

Özet:
Bu çalışmada Borabay Gölü ekosisteminin önemli bileşenlerinden olan su, toprak ve bitki özellikleri coğrafi bilgi sistemleri (CBS) ve uzaktan algılama (UA) yöntemleri kullanılarak ayrıntılı bir şekilde araştırılıp haritalanmıştır. Su numuneleri dört ayrı gözlem zamanında (2013 Nisan-Ağustos-Ekim ve 2014-Ocak) göl yüzeyinde belirlenen 10 örnekleme istasyonundan alınmıştır ve sıcaklık (oC), oksijen doygunluğu (% ve mg/l), elektriksel iletkenlik (μmhoscm-1), tuzluluk (ppt), pH, oksidasyon redüksiyon potansiyeli (mV), seki derinliği (cm), bulanıklık (NTU), askıda katı madde (mg/l), amonyak azotu (mg/l), nitrit azotu (mg/l), nitrat azotu (mg/l), toplam fosfor (mg/l), ortofosfat (mg/l), klorofil a (μg/L) ve toplam çözünmüş katı maddeyi (g/l) içeren 17 su değişkeninin analizi yapılmıştır. Boraboy gölü çevresinden toplam 15 coğrafik referanslı yüzey (0-20 cm) toprak örneği alınmış ve toprak tekstürü (% kum, kil ve silt), toprak reaksiyonu ( pH ), organik madde (%) , elektriksel iletkenlik (mmhoscm-1), Na (cmolkg-1), potasyum (me100g-1), fosfor ( mgkg-1), CaCO3 (%), azot (%) ve ağır metallerden (Pb, Cd, Cr, Cu, Ni, Fe, Zn ppm) oluşan 19 toprak değişkeni laboratuvarda analiz edilmiştir. Coğrafik referanslı bitki örnekleri ise 2013 Mart - 2014 Kasım tarihleri arasında 28 günlük arazi çalışması ile toplanmıştır. Her bir belirlenen su ve toprak parametresi CBS`de Kriking metodu (spherical semivariogram) kullanılarak bir raster haritaya (1 m çözünürlük) dönüştürülmüştür. Arazi örnekleme verileri ve çalışma süresi içinde farklı tarihlerde alınan dört LANDSAT-8 (OLI) görüntüsünün bantları arasındaki ilişkiler korelasyon ve regresyon analizi yöntemleri ile araştırılmış ve modellenmiştir. Su örnekleme noktalarının ve zamanlarının heterojenitesi kümeleme analizi kullanılarak
ii
tayin edilmiştir. İzlenen su kalitesi parametreleri arasındaki ilişkiler kanonik analiz (DCA) ile araştırılmıştır. Sonuç olarak dört model Nisan ve Eylül ayları dönemlerindeki suyun sıcaklık ve bulanıklık değişkenleri için geliştirilmiştir. Azot ve pH toprak değişkenleri için ise Eylül dönemine ait iki model geliştirilmiştir. Su değişkenlerinin istatistiksel değerlendirmesi Boraboy Gölünün besinlere göre mezotrofik olduğunu göstermiştir. Bununla birlikte, kısıtlayıcı fiziksel özelliklere göre göl oligotrofik olarak değerlendirilmiştir. Boraboy Gölü çevresinde 222 bitki taksonu tespit edilmiş ve hakim bitki tür toplulukları haritalanmıştır.

Abstract:
In this study, water, soil, and plant features which is important components of Boraboy Lake ecosystem were researched and mapped in detail by using geographic information systems (GIS) and remote sensing (RS) methods. Water samples were taken from the 10 sampling stations determined on the lake surface at four distinct observation time (April-August-October 2013 and January 2014), and 17 water variables including temperature (oC), oxygen saturation (% and mg/l), electrical conductivity (μmhoscm-1), salinity (ppt), pH, oxidation reduction potential (mV), secchi depth (cm), turbidity (NTU), suspended solids (mg/l), ammonia nitrogen (mg/l), nitrite nitrogen (mg/l), nitrate nitrogen (mg/l), total phosphorus (mg/l), orthophosphate (mg/l), chlorophyll a (μg/L) and total dissolved solids (g/l) were analyzed. Total 15 geo-referenced surface (0-20 cm) soil samples were taken from the around of Boraboy Lake and 19 soil variables, consists of texture (% sand, clay, and silt), soil reaction (pH), organic matter (%), electrical conductivity (mmhoscm-1), Na (cmolkg-1), potassium (me100g-1), phosphorus ( mgkg-1), CaCO3 (%), nitrogen (%), heavy metals (Pb, Cd, Cr, Cu, Ni, Fe, Zn ppm) were determined in laboratory. Georeferenced plant samples were also collected between March 2013 and November 2014 in a 28 day fieldwork. Each determined water and soil parameter was transformed to a raster map (1 m resolution) by employing Kriging (spherical semivariogram) method in GIS. The relationships between field sampling data and the bands of four LANDSAT-8 (OLI) images taken on different dates within the time period of the study were investigated and modeled by correlation and regression analysis methods. Heterogeneity of the water sampling points and time were determined using cluster analysis. The relationships among monitored water quality parameters were researched by Canonical Analysis (DCA). As a result, four models were developed for temperature and turbidity variables of water in April
iv
and September periods. Two models were also developed for nitrogen and pH variables of soil in September period. Statistical evaluation of water variables showed that Boraboy Lake was mesotrophic according to nutriets. However, the lake was assessed as oligotrophic according to limiting physical properties. Around Boraboy Lake, 222 plant taxa were determined and dominant plant species communities were mapped.