Kürtün ve Gavraz Dereleri arasındaki sahada dendrokronolojik analizler
Dendrochronological analyzes in the field between Kürtün and Gavraz Creeks
Yazar: BEDİRHAN GÜRÇAY
Danışman: PROF. DR. MERAL AVCI
İstanbul Üniversitesi / Sosyal Bilimler Enstitüsü / Coğrafya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Coğrafya = Geography
Dizin: Bitki coğrafyası = Plant geography ; Dendroklimatoloji = Dendroclimatology ; Dendrokronoloji = Dendrochronology ; Fiziki coğrafya = Physical geography ; Orman ekolojisi = Forest ecology

Özet:
Yeryüzündeki pek çok orman, gezegenimiz tarihinin canlı birer anıtı niteliğindedir.
Bu nedenle önemli ve hassas ekosistemleri meydana getirirler. Doğu Karadeniz Bölümü'nde
yer alan çalışma alanı, barındırdığı ortam çeşitliliği yanında Türkiye için flora ve fauna
açısından önemi nedeniyle koruma altına alınmış önemli bir ekosisteme sahiptir. Bir
yaşlandırma yöntemi olan ve fiziki coğrafya araştırmalarında da kullanılan dendrokronoloji,
ağaçların yıllık halkaları ve büyüme özelliklerinden yola çıkarak doğanın dinamiklerinin
anlaşılmaya çalışıldığı önemli bir bilim dalıdır. Bu nedenle Kürtün ve Gavraz Dereleri
arasındaki sahada öncelikle asli orman ağaçları kullanılarak Doğu Karadeniz Bölümü için
mevcut veri eksikliğinin giderilmesine katkı sağlanmak ve iklime duyarlı kronolojiler elde
etmek amaçlanmıştır. Oluşturulan bu kronolojiler kullanılarak; 1) iklim-yıllık halka
ilişkilerinde doğrusal ve doğrusal olmayan büyüme ilişkilerinin anlaşılması, 2) ilişkilerde
zaman içerisinde meydana gelen değişimler ile ilişkilerin durağanlığının belirlenmesi ve 3)
çalışma alanının dikkat çeken özelliklerinden olan iklim ve akım ilişkilerine ait
rekonstrüksiyon denemelerinin yapılması amaçlanmıştır.
Yapılan çalışmada, çalışma alanının hâkim ağaç türü olan Doğu ladini (Picea
orientalis) ve yine önemli konifer türlerinden olan sarıçam (Pinus sylvestris) ağaçları
örneklenmiştir. Toplamda 5 yöreden yaklaşık 70 ağaçtan alınan artım kalemi örnekleri, enine
yüzeyleri zımparalandıktan sonra, LINTAB-TSAP Ölçüm Sisteminde ölçülerek eksik ve/veya
yalancı halka problemleri giderilmiştir. Daha sonra her bir yıllık halka zaman serisi Biweight
Robust ortalama yöntemi ile standardize edilmiş ve otokorelasyondan arındırılmıştır. Sonuç
olarak, her bir yöreye ait residual kronolojiler elde edilmiştir. Oluşturulan kronolojiler iklimde
meydana gelen değişimlerin geçmişten günümüze bitki örtüsü ve diğer fiziki ortam
özelliklerine olan etkisini anlamak için yıllık halka büyüme özellikleri kullanılarak analiz
edilmiştir. Çalışma alanında ayrıca dendrokronolojinin geniş kapsamı sayesinde sadece iklim
özelikleri değil, yeryüzüne indikten sonra kanalize olan suyun hareketini temsil eden akımlar
üzerinden de yıllık halka büyüme ilişkilerini belirlemek için birtakım analizler yapılmıştır.
Yöre kronolojileri ile belirtilen fiziki coğrafya faktörleri arasındaki ilişkilerin belirlenmesinde
korelasyon katsayıları, ilişkilerin zamana bağlı değişimlerinin incelenmesinde haraketli
korelasyon fonksiyonu ve iklimin ağaçlar üzerinde doğrusal olmayan ilişkilerini ortaya
koymada GAMM gibi yöntemler kullanılmıştır.
Yapılan tüm bu çeşitli analizlerin sonuçlarına göre; (1) çalışma alanında en uzun yöre
kronolojisi 304 yıl ile Örümcek Ormanı (ORU) yöresinde doğu ladini türü için elde edilmiştir.
En kısa yöre kronoloji ise 206 yıl ile Bakacak Tepe (BAK) yöresinden sarıçam türü için
oluşturulmuştur. (2) Farklı türlerle oluşturulan yöre kronolojileri ile iklim verileri arasındaki
korelasyon katsayı değerleri, çalışma alanında benzer yetişme ortamında bulunan türlerin
iklime ortak tepkiler verdiğini göstermiştir. Bu değerlere göre çalışma alanında kış sonu erken
ilkbahar dönemi sıcaklıkları ve Mayıs yağışlarının ağaç halkası gelişimi üzerinde önemli ve
olumlu etkileri olduğu görülmektedir. (3) Türlerin yıllık halka gelişimleri üzerinde etkili olan
iklim faktörlerinin zamana bağlı ilişkilerinin ve durağanlığının test edildiği hareketli
korelasyon fonksiyonu analizlerinde; Büyüme ilişkilerinin değerlendirilen zaman aralığında
(1930 – 2020) değişkenlik gösterdiği belirlenmiştir. Çalışma alanında benzer iklim özellikleri
altında türlerin büyüme ilişkilerinde de farklılıklar bulunmaktadır. Buna göre Sarıçam ağaçları
üzerinde yağışın sıcaklığa göre daha kararlı ilişkiler gösterdiği, buna karşın Doğu ladini
ağaçlarında ise sıcaklığın yağışa göre daha kararlı ilişkiler gösterdiği belirlenmiştir.(4) İklim
faktörleri ve yıllık halka gelişimleri arasında doğrusal olmayan büyüme ilişkilerinin
incelendiği GAMM analizinde; sıcaklık koşulları açısından Ocak – Nisan aylarına ait dönemde
2°C – 4°C ortalama sıcaklıkların sarıçam ve ladin ağaçlarının yıllık halka gelişimlerini olumlu
yönde etkilediği belirlenmiştir. Yağış koşulları açısından ise Mayıs – Haziran aylarına ait
dönemde sarıçam ağaçları için yaklaşık 130 – 175 mm, Doğu ladini ağaçları için ise yaklaşık
140 – 185 mm arasındaki toplam yağışların, türlerin yıllık halka gelişimlerini olumlu etkilediği
tespit edilmiştir. (5) Çalışma alanında değişen iklim koşullarının hem alandan elde edilen
türler üzerinde hem de akım değerleri üzerinde etkili olduğu bulunmuştur. Özellikle iklimde
yaşanan dönemlik eğilimler ve iklim faktörlerinin alanda karmaşık etkileri; zaman içerisinde
yıllık halka-iklim büyüme ilişkilerinde önemli tutarsızlıklara yol açmıştır. Bu nedenle alanda
iklim ve akım rekonstrüksiyonları denemelerinde istenilen sonuçlara ulaşılamamıştır. Ayrıca
Doğu Karadeniz Bölümü için akım değerleri üzerinde doğal süreçlerin yanında insan etkisinin
de giderek kuvvetlenen olumsuz etkisi hem değerlere (akım vb.) hem yıllık halka ilişkilerine
yansıyabilmektedir. Yapılan bu gibi çalışmalar, Doğu Karadeniz Bölümünde topografik
yapıya bağlı olarak ortam şartlarında karmaşık ilişkilerin görüldüğü alanlarda iklim değişikliği
etkilerinin anlaşılmasına bir katkı sunacağı düşünülmektedir.

Abstract:
Many forests on Earth are living monuments that witness to the history of our planet,
therefore, are important and sensitive ecosystem. The study area, located in the Eastern Black
Sea Region between Kürtün and Gavraz Creeks and an important ecosystem that is under
protection due to its importance in terms of flora and fauna for Turkey, as well as the diversity
of the environment it hosts. Dendrochronology, the study of dating the tree rings and also used
in physical geography studies, is an important branch of science that aims to understand the
dynamics of annual rings and growth characteristics of trees. For this reason, I aimed to
contribute to the elimination of the existing data gap for the Eastern Black Sea Region using
primary forest trees and to obtain climate sensitive chronologies. Using these chronologies, it
is aimed to 1) understand the linear and nonlinear climate-growth relationships, 2) determine
the stability of these relationships over time, and 3) develop climate and streamflow
reconstruction.
Oriental spruce or Caucasian spruce (Picea orientalis), is the dominant tree species of
the study area, and Scots pine (Pinus sylvestris), is also one of the important conifer species,
were sampled for this study. The core samples were collected in total of 70 trees from five
sites. The samples were sanded and measured in the LINTAB-TSAP Measurement System
and the missing and/or false rings were eliminated. The time series for each annual ring was
then standardised with Biweight Robust Mean method and lastly the residual chronologies of
each site was calculated. The calculated chronologies were analysed using annual ring growth
characteristics to understand the effect of changes in climate on vegetation and other physical
environment characteristics from past to present. In the study area, some analyses were also
carried out to determine the annual ring growth relations, not only on the climatic features, but
also on the currents that represents the movement of water that is channelled after landing on
the earth. The bootstrap correlation coefficients were calculated to determine the relationships
between the regional chronologies and the physical geographic factors, and the moving
correlation function were used to examine the time-dependent changes of the relationships,
and GAMM was used to reveal the nonlinear relationships of the climate on the trees.v
According to the results of all these various analyses; (1) The longest site-level
chronology (304 year-long) in the study area was obtained for the Oriental spruce species in
the Örümcek Forest (ORU) site. The shortest site-level chronology (206 year-long) was
obtained for the Scots pine species from the Bakacak Tepe (BAK) site. (2) The correlation
coefficient values between the site-level chronologies with different species and the climate
data showed that the species in the similar habitat in the study area have common responses to
the climate. According to these values, the late winter and early spring temperatures and May
precipitation have significant and positive effects on the radial growth in the study area. (3) In
the moving correlation analyses, which the temporal relationships and stationarity of the
climatic factors that affect the radial growth, the relationships vary in the time interval (1930
– 2020). There are also differences in the growth relationships under similar climatic
conditions in the study area. Accordingly, it was determined that precipitation showed more
stable relations than temperature on Scotch pine trees, whereas temperature showed more
stable relations with precipitation in Eastern spruce trees. (4) In the GAMM analysis, nonlinear
growth relationships are examined between climatic factors and radial growth, it was
determined that 2 °C – 4 °C mean temperature in the January – April period positively affected
the radial growth of Scots pine and spruce trees. On the other hand, the total May – June
precipitation (130 – 175 mm for Scots pine; 140 – 185 mm for Oriental spruce) positively
affects the radial growth. (5) The changing climatic conditions in the study area were effective
both on the species and the streamflow. Especially, the seasonal trends in climate and the
complex effects of climatic factors on the study area led to significant inconsistencies in tree
ring - climate growth relationships. For this reason, climatic variability found to be a major
obstacle in determining backward relationships in climate and streamflow reconstruction
experiments in this study area. In addition, the negative effect of natural processes on the
streamflow for the Eastern Black Sea region as well as the increasing human impact can be
observed both on the streamflow and the tree rings. Such studies will contribute to the
understanding of the effects of climate change in areas where complex relationships are
observed in environmental conditions depending on the topographic structure in the Eastern
Black Sea region.