Küçük Menderes Havzası'nda toprak erozyon riskinin belirlenmesi ve iklim değişikliğinin toprak erozyonuna olası etkileri
Determination of soil erosion risk in Küçük Menderes Basin and possible effects of climate change on soil erosion
Yazar: ÖZLEM DÜNDAR TEMUR
Danışman: PROF. DR. MÜCAHİT COŞKUN
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Coğrafya Ana Bilim Dalı / Fiziki Coğrafya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Coğrafya = Geography
Dizin: Toprak erozyonu = Soil erosion

Özet:
Toprak, yaşamın sürdürülebilirliği ve ekosistemlerin dengesi için temel bir bileşendir. Toprağın önemi, ekosistem fonksiyonlarından insan sağlığına, ekonomik kalkınmadan iklim değişikliği ile mücadeleye kadar geniş bir yelpazede kendini göstermektedir. Toprağın sağlığını korumak ve sürdürülebilir kullanımı sağlamak hem çevresel hem de ekonomik açıdan son derece önemlidir. Bilinçli tarım uygulamaları, toprak koruma stratejileri ve sürdürülebilir yönetim, toprak kaynaklarının gelecek nesillere sağlıklı bir şekilde aktarılmasını sağlayacaktır. Bu düşünceden hareketle toprağı tehdit eden önemli sorunlardan biri olan erozyon, araştırmanın konusunu oluşturmuştur. 
Küçük Menderes Havzasında toprak erozyon riskinin belirlenmesi ve iklim değişikliğinin toprak erozyonuna olası etkileri çalışmanın amacını oluşturmuştur. Çalışmanın kapsamını Batı Anadolu Bölgesi (Ege)'inde yer alan ve hidrografik havza olan "Küçük Menderes Havzası" oluşturmaktadır. Bu havza aynı zamanda "Batı Anadolu Grabenleri" olarak tanımlanan çöküntü havzalarından bir tanesidir. Küçük Menderes Havzası, kuzeyden Salihli-Turgutlu-Alaşehir arasında yer alan Gediz ve güneyden Bafa Gölü-Aydın-Denizli arasında yer alan Büyük Menderes çöküntüleri ile sınırlıdır. Tamamıyla İzmir İli sınırları içinde kalan havzanın yüzölçümü 3489 km² dir.
Çalışmada öncelikle Küçük Menderes Havzasında toprak erozyonunu etkileyen jeoloji, jeomorfoloji, topografya, havza morfometrisi, hidrografik ve vejetasyon özelliklerine değinilmiştir. Daha sonra alanın detaylı toprak özellikleri araştırılmış, alandan toprak örnekleri alınmış, bunların laboratuvar ortamında analizleri yaptırılmıştır. Aynı zamanda Soilgrid verilerini Google Earth Engine (GEE) yardımı ile toprakların fiziksel ve kimyasal analizleri uzaktan algılama verilerine dayanarak yapılıp laboratuvar sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Her iki farklı yöntemle elde edilen sonuçlar değerlendirilmeleri yapılıp haritalandırılmış ve havzadaki toprak erozyonu ile ilişkisi ortaya konulmuştur. Havzadaki toprak erozyon riskini ortaya koymak için Yenilenmiş Evrensel Toprak Kayıpları Eşitliği (Revised Universal Soil Loss Equation, RUSLE), Çok Kriterli Karar Verme- ÇKKV (Multi-Criteria Decision Making, MCDM) ve Ulusal Doğa Koruma Enstitüsü (Institut National pour la Conservation de la Nature, ICONA) yöntemleri havzaya uygulanmıştır. RUSLE yönteminde R, K, LS, C ve P faktörleri ele alınarak havzanın toprak erozyon sonucu kayıp toprak miktarı belirlenmiş, ÇKKV ve ICONA yöntemi ile alandaki toprak erozyonu açısından en riskli alanların modellemesi yapılmıştır. ÇKKV yönteminde litoloji, eğim, bakı, yağış, bitki örtüsü yoğunluğu (NDVI), topografik nemlilik indeksi (TWI), yamaç şekli, drenaj hatlarına uzaklık ve drenaj yoğunluğu parametreleri kullanılırken ICONA yönteminde ise aşınabilirlik ve koruma düzeyi parametreleri kullanılmıştır. 
Havzada yıllık tahmini toprak kaybı 613.385,13 ton/ha/yıl olarak hesaplanmıştır. Her üç yöntemde de elde edilen sonuçlara göre havza erozyon açısından yüksek risk grubuna girmektedir. Özellikle erozyon riskinin en fazla olduğu alanlar araştırma alanının kuzeyinde yer alan Bozdağlar'ın güney etekleri olarak ortaya çıkmıştır. Bu alanlar arazi çalışmalarında çekilmiş fotoğraflarla da desteklenmiştir. Havzada yüzey erozyonu ile başlayıp oyuntu erozyonuna kadar ilerleyen erozyon çeşitleri tespit edilmiştir. Erozyon riskinin en az olduğu alanlar ise havza tabanında birikimlerin olduğu taban düzlüğünde olduğu görülmüştür. Havzada iklim değişikliğinin alandaki toprak erozyonuna olası etkilerini belirlemek için trend analizi yapılmış, ÇKKV yönteminde kullanılan günümüz yağış verilerinin yerine 2100 yılına ait yağış verileri kullanılarak olası etkileri haritalandırılmış ve değerlendirilmiştir. Bunun sonucunda 2100 yılında erozyon riskinin daha fazla artacağı yönünde bir model ortaya çıkmıştır. Havzada toprak varlığını korumak, var olan toprak kalitesini artırmak ve erozyonu önlemek için özellikle eğimin fazla olduğu alanlarda teraslama uygulaması yapılmadır. Arazi gözlemleri sonucu havzada bazı alanlarda bu yöntemin uygulandığı ancak yeterli olmadığı görülmüştür. İklim değişikliğine bağlı olarak toprak erozyonun artması olası bir durumdur. İklim değişikliğine bağlı olarak ani sağanak yağış alan yerlerde toprak erozyonunun artması kaçınılmazdır. Ancak bunun en az zararla atlatılmasında bölgedeki insan faaliyetleri, insanların erozyon konusunda bilinçlendirilmesi ve orman tahribatının önüne geçilmesi etkili olacaktır.

Anahtar kelimeler: Küçük Menderes Havzası; Toprak Erozyonu, RUSLE, ÇKKV, ICONA, İklim Değişikliği

Abstract:
Soil is an essential component for the sustainability of life and the balance of ecosystems. The importance of soil manifests itself in a wide range of areas, from ecosystem functions to human health, from economic development to the fight against climate change. Protecting the health of the soil and ensuring its sustainable use is extremely important both environmentally and economically. Conscious agricultural practices, soil conservation strategies and sustainable management will ensure the healthy transfer of soil resources to future generations. Based on this idea, erosion, one of the important problems threatening the soil, has been the main subject of the research.
The aim of the study was to determine the risk of soil erosion in the Küçük Menderes Basin and the possible effects of climate change on soil erosion. The scope of the study is the Küçük Menderes Basin, which is a hydrographic basin located in the Western Anatolia Region (Aegean) and is also one of the depression basins defined as "Western Anatolian Grabens". The Küçük Menderes Basin is limited by the Gediz depressions located between Salihli-Turgutlu-Alaşehir from the north and the Büyük Menderes depressions located between Bafa Lake-Aydın-Denizli from the south. The surface area of the basin, which is entirely within the borders of Izmir Province, is 3489 km².
In the study, first of all, the geology, geomorphology, topography, basin morphometry, hydrographic and vegetation characteristics of the soil members in the Küçük Menderes Basin were mentioned. Later, detailed soil properties in the area were investigated, soil samples were taken from the areas and they were analyzed in a laboratory environment. At the same time, Soilgrid isolation and physical and chemical analysis of soils based on remote sensing were compared with laboratory results with the help of Google Earth Engine (GEE). The results obtained with both different methods were evaluated and mapped, and their relationship with soil erosion in the basin was revealed. Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE), multi-criteria decision making (MCDM) and Institut National pour la Conservation de la Nature (ICONA) methods were applied to the basin to reveal the soil erosion risk in the basin. In the RUSLE method, the amount of soil lost as a result of soil erosion in the basin was determined by considering the R, K, LS, C and P factors, and the most risky areas in terms of soil erosion were modeled with the ÇKKV and ICONA method. While lithology, slope, aspect, precipitation, vegetation density (NDVI), topographic humidity index (TWI), slope shape, distance to drainage lines and drainage density parameters are used in the MCDM method, erodibility and protection level parameters are used in the ICONA method. Annual estimated soil loss in the basin is calculated as 613,385.13 tons/ha/year. In all three methods, the areas with the highest erosion risk were the southern foothills of Bozdağlar, located in the north of the research area. These areas are also supported by photographs taken during field studies. Erosion types starting with surface erosion and progressing to gully erosion have been identified in the basin. It has been observed that the areas with the lowest risk of erosion are in the bottom plain where there are accumulations on the basin floor. Trend analysis was performed to determine the possible effects of climate change on soil erosion in the basin, and its possible effects were mapped and evaluated by using rainfall data for the year 2100 instead of today's rainfall data used in the MCDM method. In order to preserve the soil in the basin, improve the existing soil quality and prevent erosion, terracing should be applied, especially in areas with high slope. As a result of field observations, it was seen that this method was applied in some areas in the basin, but it was not sufficient. It is possible that soil erosion will increase due to climate change. It is inevitable that soil erosion will increase in places that receive sudden heavy rainfall due to climate change, but human activities in the region, raising people's awareness about erosion and preventing forest destruction will be effective in overcoming this with the least damage.
Keywords: Küçük Menderes Basin, Soil Erosion, RUSLE, MCDM, ICONA, Climate Change