Bolu (Yaylacık) bölgesi karaçam ağaç halkalarının duraylı izotop oranlarının değişimlerinin incelenmesi
The investigation of changes in stable isotope ratios of black pine tree rings in the Bolu (Yaylacık) region
Yazar: DURU ARAL
Danışman: PROF. DR. HALİM MUTLU
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Dendrokronoloji = Dendrochronology ; İzotop analizi = Isotope analysis ; İzotoplar = Isotopes

Özet:
Bolu (Mengen) Yaylacık Ormanından yaşları 200?500 yıl arasında olan karaçam ağaçlarından dendrokronolojik ve jeokimyasal çalışmalar yapmak üzere iki farklı yükseltiden ağaç halkası örnekleri alınmıştır. Yıllık halka ölçümleri gerçekleştirilen örnekler beşer yıllık seksiyonlara ayrılarak selüloz saflaştırılmıştır. Elde edilen selüloz örneklerinin karbon ve oksijen izotop oranları ölçülmüştür.İki farklı yükseltiye ait karbon (r = 0,753) ve oksijen (r = 0,522) izotop oranları arasında yüksek korelasyonlar hesaplanmıştır. Karbon izotop oranları birbirine oldukça yakın olmasına karşın oksijen izotop oranları arasında yaklaşık 1? fark belirlenmiştir. Bu sonuçlar oksijen izotop bileşimlerinin iklimsel koşullar tarafından denetlendiğini karbon izotop oranlarının ise daha çok endüstriyelleşme süreçlerinden etkilendiğini ortaya koymaktadır.Bolu yöresi için kaydedilmiş meteorolojik verilerle izotop değerlerinin karşılaştırılması sonucunda sıcaklık ile karbon izotop oranları arasında negatif korelasyonlar elde edilmiştir. Bölgedeki iklim koşulların fotosentez için uygun olması ve buna bağlı olarak ağacın bünyesine daha fazla karbondioksit alması bu sonucu doğurmuştur. Oksijen izotop oranları ile sıcaklık ve yağış arasındaki ilişkiler her iki yükselti için genellikle negatif yönlü ve zayıftır. Bölgede oksijen izotop oranlarını etkileyen bir başka iklimsel faktör de sıcaklık ve yağışa olumsuz tepki gösteren nemliliktir. Nem faktörü muhtemelen oksijen izotopları ile sıcaklık ve yağış arasındaki ilişkileri zayıflatmıştır. Bolu bölgesi fazla kar yağışı almaktadır. Kar suyunun düşük ?18O değerlerine sahip olması korelasyonların negatif yönlü ortaya çıkmasına sebep olmuştur. Her iki yükseltinin ağaç halkası duraylı izotop oranları ile iklimsel faktörler karşılaştırıldığında, alt yükseltinin iklimsel parametreler ile aylık ilişkilerinin daha uyumlu olduğu görülmüştür. Bunun nedeni bölgedeki meteoroloji istasyonun rakımı (743 m) ile Bolu-Yaylacık alt yükseltisinin rakımının (830 m) oldukça yakın olmasıdır.Her iki yükseltinin ağaç halkalarından elde edilen karbon izotop oranlarının artan endüstriyelleşme nedeniyle 1950'li yıllardan itibaren sürekli azalan değerler sergilediği net bir şekilde görülmüştür. Küresel emisyon değerleri ile ağaç halkası karbon izotop değerleri arasındaki yüksek negatif yönlü ilişki (alt ve üst yükseltiler için sırasıyla r = ?0,918 ve r = ?0,803) bunu desteklemektedir.Anahtar Kelimeler: Dendrokronoloji, karaçam ağaç halkası, selüloz saflaştırması, karbon?oksijen izotop oranları.

Abstract:
Tree ring samples were collected from 200 to 500?year old black pine trees at two different altitudes from the Bolu (Mengen) Yaylacık Forest for dendrocronological and geochemical investigations. Following the annual ring measurements, samples were divided into 5?year blocks from which cellulose was extracted. This was followed by the measurement of carbon and oxygen isotope ratios on cellulose.High correlation coefficients were calculated between carbon (r = 0,753) and oxygen (r = 0,522) isotope ratios from two different altitudes. The carbon isotope ratios at both altitudes are close to each other but 1? difference was found for the oxygen isotope ratios. These results indicate that oxygen isotope ratios are controlled by climate conditions however carbon isotopes are affected by industrialization processes.Comparison of meteorological data from the Bolu region with isotope values yields negative correlations between temperature and carbon isotope ratios. This is attributed to climate conditions suitable to photosynthesis and more carbon dioxide uptake by the tree. Oxygen isotope ratios from both altitudes are usually negatively and weakly correlated with rain and temperature. Humidity showing negative responds to temperature and precipitation is another climatic factor affecting isotope ratios recorded in the region. Humidity factor probably weakened the relations between oxygen isotopes and temperature and rain. The Bolu region receives heavy snowfall. Owing to the fact that snow is represented by lower ?18O value, negative correlations are obtained for oxygen isotopes and climatic parameters. Stable isotope values of lower elevation in the region are found to be more responsive to changes in temperature and precipitation. This might be attributed to similar altitudes of Bolu meteorological station (743 m) and lower elevation site (830 m).It was demonstrated that carbon isotope ratios of tree rings from both elevations have continuous decreasing trends by 1950?s due to increasing rate of industrialization which well agree with high negative correlations between global carbon emission values and carbon isotope ratios (r = ?0,918 and r = ?0,803 for lower and upper sites).Key Words: Dendrocronology, black pine tree rings, cellulose extraction, carbon?oxygen isotope ratios.