İstanbul-Durusu kumulundaki sahil çamı (pinus pinaster ait.) ve fıstık çamı (pinus pinea l.) ağaçlandırmalarında ölü örtü ve toprakta karbon birikimi
Carbon accumulation in forest floor and soil under maritime pine (pinus pinaster ait.) and stone pine (pinus pinea l.) plantations at Istanbul-Durusu dune
Yazar: MUSLIM MOHAMED ABDELMOULY ABDELKARIM
Danışman: Prof. Dr. ENDER MAKİNECİ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Toprak İlmi ve Ekoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering

Özet:
Kumul hareketinden kaynaklanan, tarımsal ve konut hasarlarına neden olan veya içme suyu rezervlerini tehdit edici zararlara karşı korunma amacı ile 1950'lerden bu yana yapılmış birçok çalışma bulunmaktadır. Bu çalışmalardan biri de kuzey kıyısındaki kum tepelerinden Terkos Gölü'ne tehlike oluşturabilecek acil durumlar nedeniyle başlatılmıştır. Ön çalışmalar sonucunda, sahil ve fıstık çamlarının ağaçlandırma için başarılı türler olduğu tespit edilen alanda bu türler 1960'lardan bu yana yoğun olarak kullanılmaktadır. Günümüzde, Durusu-Terkos sahil kumulu ağaçlandırma alanında 1674 ha sahil çamı ve 371 ha fıstık çamı ormanı bulunmaktadır.

Doktora tezi olarak hazırlanan bu araştırmanın amacı, İstanbul'un Terkos Gölü Orman Koruma Bölgesi, Durusu sahil kumulu sahil çamı (Pinus pinaster Aiton) ve fıstık çamı (Pinus pinea L.) ağaçlandırma alanlarında ölü örtü ve toprakta karbon birikiminin belirlenmesidir. Çalışmada farklı gelişim çağlarına sahip sahil çamı ve fıstık çamı meşcerelerinden 20x20 m boyutlarında 120 örnek alan seçilmiştir. Bu 120 örnek alanının 60'ı sahil çamı ve 60'ı ise fıstık çamı meşcerelerinden oluşmaktadır. Örnek alanlar her bir türde ve farklı gelişim çağından 15 er adet alınmıştır (ağaçların göğüs çapları <8 cm, 8-20 cm, 20-36 cm ve >36 cm değerlerinden ve sırasıyla a, b, c, ve cd simgeleri ile gösterilen gelişim çağlarından). Ayrıca kontrol alanı olması amacı ile ek olarak üzerinde ağaçlandırma olmayan 25 örnek alan seçilmiştir. Örnek alanlarda açılan toprak çukurlarında Ah horizonu haricinde bir profil gelişimi olmadığı görülmektedir. Bu nedenle, toprak örnekleri sabit derinliklerden (0-5 cm, 5-15 cm, 15-30 cm, 30-50 cm, 50-70 cm ve 70-100 cm) alınmıştır. Ölü örtü örnekleri ise, 25x25 cm'lik alanlardan, her örnek alan içerisinde beş tekrarla toplanmıştır. Ölü örtü örneklerinde fırın kurusu ağırlık, karbon oran ve miktarları belirlenmiş, toprak örneklerinde ise hacim ve ince toprak ağırlığı, kum, toz ve kil oranları ile elektriksel iletkenlik (EC), pH, kalsiyum karbonat (CaCO3) ve karbon belirlenmiştir. Gelişim çağları arasındaki sonuçlar, SPSS programı kullanılarak, Varyans analizi ve Duncan testi ile istatistiksel olarak karşılaştırılmıştır.
 
Sonuç olarak, yapılan ağaçlandırma çalışmaları sonunda hem fıstık çamı hem de sahil çamı meşcerelerinde gelişim çağları bakımından ölü örtü miktarı önemli fark göstermektedir. Buna bağlı olarak, meşcereler yaşlandıkça ölü örtü birikiminin arttığı söylenebilir. Sahil çamı ve fıstık çamı alanındaki ağaç tabakası ve ölü örtüsü kumul hareketini istikrarlı bir şekilde kontrol altına almıştır. Genel olarak değerlendirildiğinde araştırma alanlarında her iki türde de önemli bir ölü örtü birikimi olmasına karşılık, farklı toprak derinliklerinde tespit edilen organik karbon değerleri oldukça düşüktür. Üst toprak derinliği olan Ah horizonunda çok sığ bir organik madde-karbon birikimi görülmekle birlikte alt toprak derinliklerine doğru organik karbon değerleri genel olarak azalmaktadır. Durusu (Terkos) kumul ağaçlandırmalarının kumul özellikle 0-15 cm derinlik seviyelerinde toprağın üzerinde bir etkisi olduğu görülmektedir. Toprak organik karbonunun ağaçlandırmalar ile arttığı görülürken, toprak reaksiyonu (pH), EC ve kalsiyum karbonat değerleri azalmıştır.

Abstract:
Many studies have been conducted since the 1950s with the aim of protecting against damages caused by the sand dunes, causing agricultural and housing damage or threatening drinking water reserves. One of these studies was initiated due to emergency situations that could create a threat to Lake Terkos from sandy hills on the north coast. As a result of preliminary studies, it has been determined that maritime and stone pines are successful species for afforestation. These species have been used extensively since 1960s. Nowadays, there is 1674 ha maritime pine and 371 ha stone pine plantations in Durusu-Terkos coastal dunes.

The aim of this research which was prepared as for Ph.D. dissertation is to determine the carbon accumulation of forest floor and soil in the Terkos Lake Forest Conservation Area in Istanbul, in the maritime pine (Pinus pinaster Aiton) and the stone pine (Pinus pinea L.) afforestation areas of Durusu coastal dune. In this study, 120 sample plots of 20x20 m in size, were selected from maritime pine and stone pine forest stands having different development stages. Of these 120 sample plots, 60 were maritime pine and 60 were stone pine. The sample plots were taken from each species and from different development stages (the diameters at breast height of the trees (DBH) were <8 cm, 8-20 cm, 20-36 cm, and > 36 cm, respectively, with the abbreviations a, b, c, cd). In addition, 25 sample plots with no afforestation were selected as for the purpose of being a control area. It was seen that there was no profile development except for the Ah horizon in the soil pits opened in the sample areas. Therefore, the constant depths of soil samples (0-5 cm, 5-15 cm, 15-30 cm, 30-50 cm, 50-70 cm and 70 to 100 cm) was obtained. Forest floor samples were collected from 25x25 cm areas with five replications in each sample plot. In the case of forest floor, oven dry weight, carbon concentration and content were determined. In soil samples, bulk density, fine soil weight, sand, silt and clay ratios, electrical conductivity (EC), soil acidity (pH), calcium carbonate (CaCO3) and carbon contents were determined. The results among the development stages in each tree species were statistically compared with the variance analysis and the Duncan test using the SPSS program.

As a result of the study, forest floor mass shows a significant difference among development stages of both maritime pine and stone pine species. Consequently, the older stands show the increased litter accumulation. In conclusion, according to results obtained maritime pine and stone pine plantations that canopies covered the area to stabilize efficiently of sand dune movement. In general, although there was a significant accumulation of forest floor in both species in the study area, organic carbon values detected in different soil depths were very low. In accordance with organic matter, organic carbon accumulation was found to be decreasing from Ah horizon (topsoil) to the subsoil depths. Durusu (Terkos) dune plantations seem to have an effect on the soil, especially on the 0-15 cm depth levels. Soil organic carbon was observed to increase with afforestation, however, soil acidity (pH), EC and calcium carbonate values were decreased.