Porsuk çayı havzasında iklim değişikliğinin kuraklığa ve buğday verimine etkisinin belirlenmesi
Determination of climate change impacts on drought and wheat yield in Porsuk creek watershed
Yazar: ÇAYAN ALKAN
Danışman: PROF. DR. FATİH KONUKCU
Tekirdağ Namık Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyosistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Meteoroloji = Meteorology ; Ziraat = Agriculture

Özet:
Tarımı etkileyen başlıca iklim olayı kuraklıktır. Bu çalışmada da; iklim ve kuraklığın tarıma etkisi, havza içerisinde detaylı analiz edilmesi açısından önemlidir. Çalışmanın amacı; Porsuk Çayı Havzası'nda iklim değişikliğinin tarımsal, meteorolojik ve hidrolojik kuraklık ile buğday verimine etkisinin belirlenmesidir. Bu tezde Porsuk Çayı Havzasında; geçmişteki (1970-2018) ve HadGEM2-ES küresel iklim modelinin iyimser (RCP4.5) ve kötümser (RCP8.5) senaryolara göre üretilmiş gelecekteki (2018-2100) iklim verileri kullanılarak; Standart Yağış İndisi (SYİ), Standart Akış İndisi (SAİ), Palmer Kuraklık Şiddeti İndisi (PKŞİ) ve WOFOST modeli yardımıyla kuraklık analizleri ve buğday verim analizleri yapılmıştır. Havzanın kurak bir bölgede yer aldığı anlaşılmışken; geçmişte özellikle hidrolojik ve tarımsal kuraklıkların hakim olduğu, meteorolojik açıdan normal bir iklimin hüküm sürdüğü tespit edilmiştir. Tarımsal açıdan kuraklığın şiddetli yaşandığı bölgeler sırasıyla; Odunpazarı, Alpu ve Tepebaşı şeklindedir. Geçmişte; 1981, 1986, 1989, 2008, 2013, 2015, 2018 yıllarının kurak geçtiği belirlenmiştir. Gelecekte; en kurak yılların 2056, 2058, 2069, 2070, 2089, 2096 yılları olması beklenirken; en sulak yılın 2021 olması beklenmektedir. Porsuk Çayı havzası gelecekte; meteorolojik açıdan kuraklaşma, hidrolojik açıdan ise sulaklaşma eğilimindedir. Tarımsal açıdan ise; zaman geçtikçe kuraklaşma potansiyeli mevcut olsa da, normal bir iklimin hakim olacağı tespit edilmiştir. Gelecekte hidrolojik açıdan en kurak yer Odunpazarı'dır. Porsuk Çayı havzasında, gözlenen ve WOFOST modeliyle tahminlenen buğday biyokütlesi değerleri arasında; 2016 yılı için + %23,8'lik fark ve 2017 yılı için + %1,2'lik bir fark tespit edilmiştir (2017 değerleri>2016 değerleri ve tahminlenen>gözlenen). Havzadaki iyimser senaryo sonuçlarına göre, yakın gelecekte (2020-2045) %0,73'lük buğday verim artışı beklenmektedir. Bunun dışındaki tüm dönemlerde, buğday verimlerinde (%0.43-1.5 arasında) azalma gerçekleşeceği tahminlenmektedir. Havzadaki iklim değişikliği; referans (1970-2000) dönemle kıyaslandığında, gelecekte sıcaklık ve yağış artışları şeklinde olacaktır. Sonuç olarak; WOFOST, gözlenen değerlerden daha büyük buğday verimleri tahminlemeye eğilimli olsa da, modelin gelecekteki buğday verimini tahminlemede güvenle kullanılabileceği düşünülmektedir. Bu çalışma sonucunda; karar vericilerin kullanması için, kuraklık periyotları ve bitki verim tahminleme ile ilgili önemli veriler üretilmiştir. Bu sayede; bölgede, kuraklık riski altındaki alan ve zamanlarda buğday tarımının planlanması, verim kayıplarının azaltılmasına yardımcı olacaktır.

Abstract:
Drought is main climatic event affecting to agriculture. The purpose of the study is to determine the effect of climate change on agricultural, meteorological, hydrological drought and wheat yield in Porsuk Creek basin. Drought analyses and wheat yield analyses were carried out with the help of Standard Precipitation Index (SPI), Standard Runoff Index (SRI), Palmer Drought Severity Index (PDSI) and WOFOST model using the past (1970-2018) and future (between 1970-2100) climate data produced according to the optimistic (RCP4.5) and pessimistic (RCP8.5) scenarios of HadGEM2-ES global climate model in Porsuk Creek Basin. The analysis revealed that the basin was located in an arid region; it was determined that hydrological and agricultural droughts were dominant and a meteorologically normal climate prevailed in the past. Sub basin in the study area where agricultural drought is experienced severely are Odunpazarı, Alpu and Tepebaşı, respectively. 1981, 1986, 1989, 2008, 2013, 2015 and 2018 years were dry. While the driest years are expected to be 2056, 2058, 2069, 2070, 2089, 2096; the wettest year is expected to be 2021. Porsuk Creek basin tends to be drought meteorologically and wet hydrologically in the future. In terms of agricultural drought; Although there is a potential for drought over time, it has been determined a normal climate will prevail throughout the basin. Odunpazarı is the driest place hydrologically in the future. When compare the biomass values of the wheat observed in Porsuk Creek basin with estimated by WOFOST model; there were + 23,8% difference for 2016 and + 1,2% difference for 2017 (2017 values>2016 values and estimated>observed). According to the results of the models in the basin; 0,73% wheat yield increase is expected in the near future (2020-2045). It is estimated wheat yield will decrease (%0.43-1.5) in all other periods. Compared to reference (1970-2000) period; climate change will be in the form of temperature and precipitation increases in the future in the watershed. As a result; it is believed that WOFOST can be used in safe in predicting future wheat yield, Although the model tends to predict wheat yield higher than observed values. As a result of this study, important data on drought periods and crop yield estimation have been produced for use by decision makers. In this way; planning of wheat farming will be made as temporal and spatial under drought risk. So, it will help to reduce yield losses.