Bartın Çayı Havzası'nda uzaktan algılama ve coğrafi bilgi sistemleri ile iklim değişikliği senaryolarına uygun bir model önerisi
A suitable model proposal via remote sensing and geographic information systems in the Bartin Stream Basin for climate change scenarios
Yazar: MERVE KALAYCI KADAK
Danışman: DOÇ. DR. SEVGİ ÖZTÜRK ; DOÇ. DR. AHMET MERT
Kastamonu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Peyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Peyzaj Mimarlığı = Landscape Architecture

Özet:
Bu çalışmada bioiklim verileri ve çevresel değişkenlerin alan örtüsü-alan kullanımı değişimlerine olan etkisi değerlendirilerek, RCP iklim değişikliği senaryolarına göre 2050 yılı için Bartın Çayı Havzası'ndaki oluşacak durumun modellemesi yapılmıştır. Çalışmanın, elde edilen model ve sonuçlarla, Avrupa Peyzaj Sözleşmesi'nde yer alan peyzajların değişimlerine yönelik koruma ve yönetme hedeflerine hizmet etmesi, alana ilişkin sektörel ölçekte bazı öneriler geliştirilmesi amacına uygun olarak maksimum entropi yoluyla modellenmesi gerçekleştirilmiştir. 
Çalışmanın tamamı Landsat uydu görüntüleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Uydu görüntülerinin seçileceği tarihler belirlenirken, Thortwaite iklim sınıflandırması kullanılmıştır. Uydu görüntüleri alan sınırına göre kesildikten sonra, 1984-2019 yıllarının her biri için normalize edilmiş vejetasyon fark indeksi (NDVI) hesaplanarak haritalar elde edilmiştir. Çalışma alanı karelajlara bölünmüş ve her bir piksel için Shannon-Wiener çeşitlilik indeksi ile hesaplanmıştır. Shannon-Wiener çeşitlilik indeks değerinin yükseldiği alanlarda parçalanmanın ve yapaylaşmanın arttığı, düştüğü alanlarda ise doğal alanların bozulmadığı ya da az bozulduğu söylenebilmektedir. 1984-2019 yılları arasındaki NDVI verileri kullanılarak, 2050 yılının tahmininin yapılmasının istatistiki anlamda açıklanabilir olduğu tez kapsamında ortaya konulmuştur. 2019 yılı uydu görüntüsünden oluşturulan NDVI haritası ve 2050 yılı için tahmin NDVI haritası kullanılarak kontrollü ve kontrolsüz sınıflandırma yapılmıştır. Daha sonra modelleme için Maksimum Entropi yöntemi kullanılmıştır. Çevresel değişkenler kendi içinde, bioiklim değişkenleri ise kendi içinde yüksek korelasyon göstermekte ve bu durum çoklu bağlantı problemine neden olmaktadır. Bu nedenle istatistiki analizlerle toplam 42 farklı değişkenin temsilci değişkenleri belirlenmiştir. Çalışma alanında 1984-2019 yılları arasında iki farklı yönde değişim gözlenmektedir. Bunlardan ilki, alandaki parçalanmanın arttığı, yapaylığın arttığı, doğal alanların kaybedildiği değişimlerdir. İkincisi ise, doğal alanların mümkün olduğunca korunduğu ya da az değiştiği, parçalanmaların olmadığı ya da az olduğu değişimlerdir. Bu yaklaşımla 2 farklı model elde edilmiştir. Elde edilen bu modellere etki eden bioiklim değişkenleri tespit edilerek, RCP 2.6, 4.5, 6.0 ve 8.5 senaryoları baz alınarak 2050 yılı için RCP iklim değişikliği senaryolarına göre alan örtüsü-arazi kullanımı durumu haritalandırılarak ortaya konulmuştur. Bartın Çayı Havzası'nda AKAÖ değişimlerinin olumsuz yönde (yapaylaşma ve parçalanmanın artması) artacağı tez kapsamında yapılan istatistiki modellerle ortaya konulmuştur.
Bu bağlamda, çalışma alanında daha önceden yapılan mekânsal planlarla ilişkisi incelenmiş ve tezin çıktılarıyla karşılıklı değerlendirmesi yapılmıştır. Bütün bunlar sonrasında sektörel ölçekte bazı öneriler geliştirilmiştir. 
Sonuç olarak, arazi kullanımı-arazi örtüsü değişimlerinin iklim değişikliği senaryoları temelinde modellenmesinin çeşitli plan ve yönetim kararları oluşturulurken dikkate alınması gerektiği, bu bağlamda çağımızın en büyük tehditlerinden biri olan iklim değişikliği etkilerinin istatistiki modellemeler yapılarak önceden tahmin edilebileceği ve bu sayede çeşitli önlemlerin alınarak alanların korunabileceğinin mümkün olduğu ortaya konulmuştur.

Abstract:
In this study, modeling of the situation that will emerge in the Bartın Stream Basin for the year 2050 was conducted according to RCP climate change scenarios by evaluating the effects of bioclimatic data and environmental variables on land-cover and land-use changes. Modeling was carried out through maximum entropy in accordance with the purposes of; (i) study serving the protection and management objectives of the changes in landscapes partaking in the European Landscape Convention and (ii) developing certain recommendations at a sectoral scale regarding the study area. 
The entire study was carried out using Landsat satellite images. Thornthwaite climate classification was employed while determining the satellite image selection dates. After the satellite images were cut according to the field boundaries, the maps were obtained by calculating the normalized vegetation difference index (NDVI) for each of the years 1984-2019. The study area was divided into grids and the Shannon-Wiener diversity index was computed for each pixel. It can be said that the fragmentation and artificialization increase in areas where the Shannon-Wiener diversity index value increases, whereas in areas where the Shannon-Wiener diversity index value decreases, the natural areas are not deteriorated or slightly deteriorated. Within the scope of the thesis, it was revealed that using the NDVI data between 1984 and 2019, the prediction of 2050 can statistically be explained. The controlled and uncontrolled classification was conducted by using the NDVI map created from the satellite image of 2019 and the estimated NDVI map for the year 2050. Afterward, the maximum entropy method was employed for the modeling. Both environmental variables and bioclimate variables show high correlation within themselves and this causes a multicollinearity problem. Therefore, representative variables of 42 different variables were determined with statistical analyses. In the study area, two different changes are observed between 1984 and 2019. The first of these is the changes where the fragmentation in the area increases, artificiality increases, and natural areas are lost. The latter is the changes where natural areas are protected as much as possible or changed little, and there is no or little fragmentation. Two different models were obtained with this approach. By determining the bioclimatic variables affecting these models, land-cover and land-use situation for the year 2050 was revealed by mapping according to RCP climate change scenarios based on RCP 2.6, 4.5, 6.0, and 8.5. It was demonstrated by the statistical models created within the scope of the thesis that the changes in LULC will negatively (increase in both the artificialization and fragmentation) increase in the Bartın Stream Basin. 
In this context, the relationship with the previously made spatial plans in the study area was examined and a mutual evaluation was made with the outcomes of the thesis. After all these, certain recommendations were developed at a sectoral scale. 
As a result, it was revealed that; (i) the modeling of land-use and land-cover changes based on climate change scenarios should be taken into account when making various planning and management decisions, (ii) the effects of climate change, one of the biggest threats of our age, can be predicted by statistical modeling, (iii) and thereby it is probable to protect lands by taking various precautions.