Marmara bölgesi-Armutlu Yarımadası-koşullarında güç ıslanan toprakların oluşumu üzerinde etkili olan faktörler
Factors responsible for water repellence of soils in Armutlu peninsula-Marmara region
Yazar: KAMİL ŞENGÖNÜL
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü
Derece: Doktora, 1983
Konu: Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering
Dizin: Armutlu Yarımadası = Armutlu Peninsula ; Erozyon = Erosion ; Marmara bölgesi = Marmara region

Özet:
. X68 - ÖZET Giyiş : Suyun toprağa girişinin engellenmesi, bunun sonucunda yüzeysel ak ışın artması, erozyon oluşumunda Önemli etkenlerden biridir. Son yıllarda yapılan araştırmalar çeşitli bitki örtüsü tarafından üretilen hidrofobik organik maddelerin, topraklarda bir güç ıslanma sorunu oluşturduğu, bunun sonucunda da güç ıslanan topraklarda suyun toprağa girişi (infiltrasyonu) engellenerek, yüzeysel akışın arttığı saptanmıştır. Topraklara güç ıslanma özelliği kazandıran bitki türlerinin başın da maki (Chapparal) vejetasyonu türleri ve iğne yapraklı ağaç türleri gel mektedir. Bu nedenle ülkemizdeki Pseudomaki türleri ile kaplı alanlar ile karaçam ve kızılcam türleri ile kaplı alanlardaki topraklarda güç ıslanma sorununun bulunup bulunmadığı sorusuna cevap bulmak, bunun yanında güç ıs lanmanın oluşumunda toprak faktörünün etkisini ortaya koymak amacıyla bir araştırma yapılmıştır, Uateryal ve Yöntem Araştırma alanı olarak Marmara bölgesinin doğusunda yer alan Armutlu yarımadası seçilmiştir. Genel mevki olarak araştırma alanı 28 54'- 28°49' enlemleri 39°29,~39°33l boylamları arasında bulunmaktadır. Ortalama yüksekliği 350 m. dir. Yukarıda açıklanan amaca yönelik olmak üzere kızılcam, karaçam ve dört Pseudomaki türü (Arbutus unedo, Erica «ft. arborea + E# verticillata^, Cistus *Ct creticus + C. salvüfoliusi*, Quercus coccif era )ile kaplı alan larda farklı iki ana ma t er ya lden gelişmiş topraklar üzerinde örnekleme parselleri alınmıştır. Ayrıca^ yangınların güç ıslanmanın oluşumu üzerinde etkilerinin araştırılması amacıyla, Pseudomaki türleri ile kaplı yangın geçirmiş alanlarda da örnekleme parselleri alınarak bu örnekleme parselle ri üzerinde p üst toprağın üç ayrı derinlik kademesi (C-2#5 t 2#5-«5#0 j 5t0-7#5) örneklenmiş, toplam 675 adet toprak örneği alınarak değerlendiril miştir. Toprak Örnekleri üzerinde kapilar yükselme yöntemi kullanılarak toprakların ıslanma açıları saptanmış^ ayrıca arazi ve laboratuvar koşul larında damla testi (Water-drop Penetration Time) uygulanarak toprakların nisbi ıs lana bilirlikleri belirlenmiştir.- 169 - Diğer taraftan topraklarda güç ıslanmanın oluşumunda önemli yeri olan bazı toprak özellikleri ile ıslanma açısı arasındaki basit korelasyon ilişkileri üzerinde durulmuş, toprak örnekleri üzerinde saptanan organik madde, kum, toz, kil, dispersiyon oranı, elektriki iletkenlik ve pH gibi bazı toprak özellikleri birer bağımsız değişken olarak ele alınarak ıslan ma açısı bağlı değişkeni arasında basit korelasyon ve çoğul regrösyon ana lizleri yapılmış ve regresyon denklemleri belirlenmiştir. Islana bilirliğin, toprakta tutulan nem miktarı üzerindeki etkisi nin görülmesi amacıyla, topraklarda nem konstantlarında tutulan su mik tarları ile ıslanma açıları arasında sayısal ilişkilerin belirlenebilme si için korelasyon analizleri yapılmış ve korelasyon katsayıları saptan mıştır. Bulgular ve Tartışma : Laboratuvar ve arazi çalışmaları ile saptanan bulgular aşağıdaki gibi özetlenebilir. Araştırmaya konu edilen bazı pseudomaki türleri ile kaplı alanlar, granit anama teryalden gelişmiş Arbutus unedo ve Erica (E. arborea + E. ver ticillata) ile kaplı alanlardaki topraklarda ekstrem derecede güç ıslanma problemi oluştuğu saptanmıştır. Diğer taraftan kızılcam (P. brutia Ten.) altında yine granit anama teryalden gelişmiş topraklarda da ekstrem dereceac güç ıslanan toprakların oluştuğu görülmüştür. Kızılcam ile kaplı alanlardı sahanın % 47 sinin, Erica ile kaplı alanlarda % 40 inin, Arbutus unedo ile kaplı alanlarda ise sahanın % 46 sının güç ıslanan özellikte olduğu saptan mıştır. Doğal durumda güç ıslanma sorununun toprak profilinde en şiddetli olduğu yer 0-2.5 cm lik derinlikteki üst toprak tabakası olarak saptanmış tır. Buna karşın yangın geçirmiş koşullardaki topraklarda Arbutus unedo ve Erica (E. verticillata + E. arborea) ile kaplı alanlarda yüzey altında 2.5- 7*5 cm lik derinlikler arasında ekstrem derecede güç ıslanan toprakların oluştuğu görülmüştür. Araştırma alanı üzerinde granit ve metamorfik şist anama teryalden gelişmiş toprakların aynı bitki türleri altında karşılaştırılması sonucun da granit anama teryalden gelişmiş toprakların metamorfik şist anama teryal den gelişmiş topraklardan 0,01 düzeyde önemli olarak güç ıslanmanın oluşu muna daha duyarlı oldukları saptanmıştır. Bazı toprak özellikleri ile toprakların ıslanma açıları arasında saptanan korelasyon ilişkilerine gört ;- 170 - - Granit anamateryalden gelişmiş topraklarda ıslanma açısı ile kil YYY miktarı arasında (r~ -0.6617 ) negatif bir korelasyon saptanmış buna karşılık metamorfik şist anama t er ya İden gelişmiş topraklarda kil miktarı ile ıslanma açısı arasında bir ilişki görülememiştir, - Metamorfik şist ana materyalden gelişmiş topraklarda organik madde YYY miktarı ile ıslanma açısı arasında (r= 0*6139 ) pozitif bir korelasyon saptanmıştır* - Granit anamateryalden gelişmiş topraklarda dispersiyon oranı ile ıslanma açısı arasında yangın geçirmiş alanlarda (r= -0,7991 ) ve yangın geçirmeraiş alanlarda (r= -0.6613 ) negatif korelasyonlar belirlenmiştir. - Islanma açısı ile toprakların elektriki iletkenlik değerleri ara sında, granit ana materyal den gelişmiş topraklarda (r= 0,6099 ), raetamor- fik şist ana materyal den gelişmiş topraklarda (r* 0,7726 ) pozitif kore lasyonlar saptanmıştır. Diğer taraftan, arazi koşullarında yapılan karşılaştırmalı infil- trasyon ölçmeleri sonucunda kızılcam altındaki normal ıslanabilir toprak larda infiltrasyon hızının, güç ıslanan topraklara oranla 33 kat daha büyük olduğu karaçam altındaki topraklarda ise g kat daha büyük olduğu saptan mıştır.

Abstract:
- 171 - FACTORS RESPONSIBLE FOR WATER REPELLENCE OF. SOILS IN ARMUTLU PENINSULA - MARMARA REvION. SUMMARY Introduction.. One of the major factors that create the suitable environment for the erosion process to occur is the increase in the ammount of " surface run-off M due to the prevention of the infiltration of water through the solum. Studies done in the recent years indicate that the hydrophobic organic materials produced by plant species create the problem of "water- re pellency " and that the surface run-off is much encouraged, be cause the infiltration of water through this nonwettable material is largely pre vented. Two of the major vegetation types that create the property of water-repellency in the soils are the Chaparral and evergreens. This study was planned to discover the presence/absence of the problem of water-repellency in the soils covered with Pseudomacchei, Pinus brutia, Pinus nigra and tho soil pro-pert £es that '-Contribute -tcr the Wa teröre pe li en cjr pr"bblom in- Turkey. -, * Materials and Methods : The area of study chosen is the Armutlu peninsula in the eastern Marmara Region. The general location of the study area is between the 20°54 -28° 49 latitudes, 39°29 - 39°33 longitudes. The mean altitude is 350 m.from sea level. In accordance with the stated purpose above, sampling plots on soils derived from two different parent materials and covered with pseudomacchie, Pinus brutia, Pinus nigra are taken into consideration. In addition, sample plots of pseudomacchi regions which have recently experienced extensive burning are taken to study the influence of fire on the development of water-repellency in soils. At each of these sampling sites, 3 seperate depths of the top soil (0-2.5; 2.5-5.0; 5.0-7.5) cm. were sampled. Number of the soil samples were 675 totaly. The wetting angles of the soils were determined using the "capillary rise,, method. The preportional wettability of soils were determined by the "Water - drop Penetration Time,, method in the field and laboratory.-172 - On the other hand., the simple corelation relationships between the wetting angle and some other soil properties that create the poten tial for water-repellency of the soils were analyzed. Regression functions were determined with the results of Multiple regression anal ysis, between the dependent variable.-* wetting angle and the independent variables- organic matter, sand, silt, clay contents »dispersion ratio, elect rical conductivity and pH values of the soil samples. In order to under stand the influence of the water repellency on the available water in the soils correlation analysis between the wetting angles and the available water was made and numerical relationships were drawn. Results and Discussion : Results of the laboratory and field work may be summarized as follows ; It was fonud that in the study area mainly covered with pseudo- macchie species »soils under Arbutus unedo, Erica arborea + Erica verti* cilia ta and derived from granite parent material show the "water-repell- ncy " property to an extreme degree «The development of soils that exhibit extreme water-repellency properties was found in areas dominated by pseudomacchie species »specif ically in soils that are derived from granite parent material and are covered with Arbutus unedo, j^rica arborea + Srica verti cilia ta « On the other hand the same process of v/ater-repellency, soilr* development to an extreme degree was discovered in soils derived from granite parent material under Pinus brutia Ten. In areas covered with Erica 40 %, in areas covered with Pinus brutia 47 % and- in areas cevor- ed with Arbutus unedo 46 % of the areas are identified as extremly water- repellent. Under natural circumstances, the place in the solum where the water-repellency problem is most severe in the ( 0- 2.5 cm ) of the surface soil layer. Whereas, in areas that have experinced fire, the ext remly water-repellent soils are mostly found in the (2.5-7.5 cm.) zone o the top soil covered with Arbutus unedo and Erica (E.verticillata and- 173- E. orborea )' Conporâtivo analaysis of wettability in soils derived from granite parent material and those that are derived from oetamorphic schist parent material »both of which have the same vegetation cover, led us to conclude that the soils developed on granite parent material show a sensitivity to exhibit water-repellency pro perty with a 0.01 level significance than the soils developed on metamorphic schist parent material. According to the correlation analysis between the wetting angles and some of the soil properties; A negative correlation with a (r) value of r= -.6617 is found between the wetting angle of soils developed on granite parent material and the % clay content of soils, whereas no correlation is found between the wetting angle and % clay content of soils developed on metomarphic schist parent material. For soils developed on granite parent material, a negative correlation with a (r) value of r=» -.7991 is found between the dispersion ratio and the wetting angle of soils that have experinced fire; whereas : the dispersion ratio give a correlation value of r=» -.6613 for soil that have not experinced fire. On the other hand, positive correlation with a (r) value of r=.6099 is found between the wetting angle and the electrical conductivity of soils developed on granite parent material, whereas the positive correlation has a (r) value of r=.7726 for soils developed on metamorp hic schist parent material. In addition, the results of the comparative infiltration tests at the field show that in normally lettable soils under Pinus brutia the infiltration rate is 33 times higher in proportion to the water- repellent soils »whereas under pinus nigra the ratio is 6 times higher- for the infiltration rate of the normally wettasle soils.