İklim değişikliğinin Ankara orman bölge müdürlüğü sınırlarındaki bazı ağaç türlerinin yayılışına etkilerinin tahmini
Prediction of impacts of climate change on distribution of some tree species in the boundry of Ankara regional directorate of forestry
Yazar: MEHMET ERGİN
Danışman: PROF. DR. DOĞANAY TOLUNAY
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Orman Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Orman Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering
Dizin: Ankara = Ankara ; Ağaçlar = Trees ; Dağılım fonksiyonları = Distribution functions ; İklim değişikliği = Climate change ; İklim projeksiyonları = Climate projections

Özet:
Bu çalışma, Ankara Orman Bölge Müdürlüğü'ndeki kızılçam (Pinus brutia Ten.), Anadolu karaçamı (Pinus nigra Arnold. subsp. pallasiana (Lamb.) Holmboe), sarıçam (Pinus sylvestris L.) ve Kazdağı göknarı (Abies nordmanniana subsp. equi-trojani) ağaç türlerinin potansiyel dağılım alanlarını tespit etmek, RCP4.5, RCP8.5, SSP2-4.5 ve SSP5-8.5 iklim değişikliği senaryolarına göre 2050 ve 2070 orta yıllarında bu türlerin gelecek potansiyel dağılım alanlarını modellemek ve bu sayede iklim değişikliğinin türlerin yayılışında bir etkiye sahip olup olmayacağı yönünde bir tahmin ortaya koymak için gerçekleştirilmiştir.
Bu kapsamda araştırmaya konu türlerin Ankara Orman Bölge Müdürlüğü'ndeki yayılış gösterdiği alanlardan var-yok verileri toplanmıştır. Orman İdaresi ve Planlama Dairesi'nin kullandığı amenajman plan yapım programı içerisinden örnek alanlarda ölçülen ve kaydedilen ağaç türlerine ait veriler çıkartılarak çalışmamızda alınan noktalara ilave var-yok noktaları üretilmiş ve son olarak tüm alanın temsil edilebilmesi amacıyla nokta alınamayan ve plan programında örnek noktası bulunmayan alanlar için yine amenajman planlarının bölmecik katmanından noktalar üretilmiştir.
Modelleme aşamasında, ekolojik modelleme çalışmalarında yaygın olarak başvurulan çevresel değişkenler kullanılmıştır. Temin edilen ve üretilen tüm değişkenler korelasyon testine tabi tutulmuş, aralarında yüksek ilişki olan değişkenlerin elenmesiyle modelleme aşamasına geçilmiştir.
Modelleme çalışmaları R istatistik platformunda Random Forest (Rassal Orman) algoritması yardımıyla gerçekleştirilmiştir. Modellemeler kızılçam, karaçam, sarıçam ve göknar türleri için ayrı ayrı yapılmış ve model başarıları ROC eğrisi ile değerlendirilmiştir.
Başarılı modellerin elde edilmesini takiben model tüm çalışma alanına uygulanmış ve potansiyel dağılım haritaları üretilmiştir. Daha sonra modellere iklim değişikliği senaryoları uygulanarak gelecek dönem potansiyel yayılış haritaları da elde edilmiştir. Böylece potansiyel yayılışlarda güncel durum ve gelecek dönemler arasında nasıl değişiklikler olabileceği tahmin edilmeye çalışılmıştır.
Bu çalışma sonuçlarına göre temsili konsantrasyon rotaları (RCP) ve ortak sosyoekonomik rotalar (SSP) emisyon senaryoları temelinde 21. yüzyılın sonuna kadar kızılçam ve karaçamın dağılım alanları kuzeye ve yüksek rakımlara doğru artış gösterirken, hali hazırda yüksek rakımlarda yayılış gösteren sarıçam ve Kazdağı göknarının ise çalışma alanındaki yüksek rakımlı bölgelerin azlığı sebebiyle dağılım alanlarının daralacağı tahmin edilmektedir.
Sürdürülebilir orman yönetimi açısından güncel ve gelecek dönemlere ait potansiyel dağılım alanları hem ormanlara yapılacak müdahalelerde hem de ağaçlandırma çalışmalarında büyük bir öneme sahip olacaktır. Bu sebeple orman alanlarımızın geleceği için tüm ormancılık faaliyetlerinde iklim değişikliğinin etkileri mutlaka göz önünde bulundurulmalıdır.

Abstract:
This study was conducted to determine the potential distribution areas of Calabrian pine (Pinus brutia Ten.), Anatolian black pine (Pinus nigra Arnold. subsp. pallasiana (Lamb.) Holmboe), Scots pine (Pinus sylvestris L.) and Kazdağı fir (Abies nordmanniana subsp. equi-trojani) tree species in Ankara Regional Directorate of Forestry, to model the potential distribution areas in the mid-years of 2050 and 2070 according to the RCP4.5, RCP8.5, SSP2-4.5 and SSP5-8.5 climate change scenarios and to make an estimation of whether climate change will have an impact on the distribution of the species.
Presence and absence data points were collected from the areas where the species distributed. Additional the data points were extracted from the sample plots in the management plan making program used by the Forest Management and Planning Department. Also, for the areas without data, data points were produced from the sub-compartment layer of the management plans.
Environmental variables, which are widely used in ecological modeling studies, were used in the modeling stage. All provided and produced variables were subjected to the correlation test, and the modeling stage was started by eliminating the variables having high correlation.
Modeling was carried out with the help of Random Forest algorithm on the R statistics platform. Models were developed separately for Calabrian pine, Anatolian black pine, Scots pine and Kazdağı fir tree species and model success was evaluated with the ROC curve.
After successful models were developed, the models were applied to the entire study area and potential distribution maps were produced. Then, potential distributions of species were mapped for the future periods by applying climate change scenarios to the models. Thus, it has been tried to predict how potential distribution may change between the current and future periods.
According to the results of this study, based on repre representative concentration pathways (RCPs) and shared socioeconomic pathways (SSPs) while the distribution areas of Calabrian pine and Anatolian black pine will increase towards the north and high altitudes until the end of the 21st century, it is estimated that Scots pine and Kazdağı fir, which are currently distributed at high altitudes, will decrease in area due to the absence of high altitute regions in the study area.
In terms of sustainable forest management, potential distribution areas of current and future periods will have great importance both in interventions to forests and in afforestation activities. For this reason, the effects of climate change must be taken into account in all forestry activities for the future of our forest areas.