Antalya Körfezi'nde Posidonia oceanica'nın akustiksel tanımlanması ve kalibrasyonu
Acoustical identification and calibration of Posidonia oceanica in Antalya Bay
Yazar: CANSU BALABAN
Danışman: PROF. DR. ERHAN MUTLU
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Su Ürünleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Deniz Bilimleri = Marine Science
Dizin: Akdeniz = Mediterranean ; Hidroakustik yöntem = Hydroacoustic method

Özet:
Bu doktora tez çalışması, Antalya Körfezi'nde 206 kHz frekansa sahip bilimsel ekosounder ile 2011–2012 yılları arasında 7 ayrı ayda gerçekleştirilen deniz çalışmasının akustik verileri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. 

Çalışma bölgesi Posidonia oceanica çayırlarının Türkiye'nin Batı Akdeniz kıyılarında yoğun olarak bulunurluğunun tespit edilmesi bakımından ayrı bir öneme sahiptir. Tez çalışmasının ana amacı; EcoSAV (Eco Submerged Aquatic Vegetation) ve VBT (Visual Bottom Typer) ticari yazılım programlarını kullanarak, P. oceanica türünün akustiksel olarak tanımlanması, bu tanımlanmayı sağlayacak program içerisindeki parametrelerin türe özgü olarak kalibre edilmesi neticesinde; türün mevsimsel olarak tahmini biyokütle miktarlarına ve yaprak yüksekliğine bağlı dağılım haritalarının oluşturulması ve yetiştiği ortamın dip yapısal özelliğinin araştırılmasıdır.

Dünyada ilk defa olarak uygulanmış bir metotla VBT üzerinden P. oceanica'dan gelen enerji tespiti gerçekleştirilerek biyokütle miktarları tahmin edilmiştir. Hesaplamalar sırasında mevsimsel farklılık da gözetilerek, biyokütle hesabı sırasında kullanılmak üzere boy-ağırlık verilerinden regresyon analizleri yapılmıştır. Bu veriler üzerinden hesaplanan biyokütle ile alansal akustik enerji (sa) üzerinden yapılan kalibrasyon işleminden elde edilen regresyon denklemi, daha sonrasında akustik enerjinin biyokütleye çevriminde kullanılmıştır. Böylece türün yoğunluk değişimlerinin ve mevsimsel dağılımlarının belirlenmesi ve haritalandırılmasına temel teşkil etmiştir. Ayrıca türün derinliğe ve mevsimlere bağlı akustiksel olarak tahmin edilen biyokütle miktarları ve boy-ağırlık ölçümlerinde farklılık olup olmadığı ANOVA ve ANCOVA ile test edilmiştir. Buna sonuçlara göre mevsimsel olarak farklılık gözlenmezken, derinliğe göre farklılık gözlenmiştir ve derinlik arttıkça biyokütle miktarında azalmanın meydana geldiği belirlenmiştir. 

Çalışma alanının mevsimsel olarak elde edilen biyokütle bağlı dağılım haritaları incelendiğinde, türün çalışma sahasında 3 farklı yatak oluşturduğu tespit edilmiştir. Tahmin edilen en yüksek biyokütle miktarı iki mevsimde; Temmuz'da 4000 (g/m–2) üzeri ve Nisan/Mayıs ayında 2000 (g/m–2) üzeri, en düşük biyokütle miktarı ise Ocak ayında 800 (g/m–2) olarak belirlenmiştir. 

EcoSAV ile türün çalışma sahasında dağılım gösterdiği alanlardaki vejetasyon yüksekliği tespit edilmiştir. Çalışma alanında mevsimsel olarak türün yaprak boyuna bağlı dağılımında 3 ayrı yatağın varlığı belirlenmiştir. Türün alansal ve zamansal dağılım sonuçlarının biyokütleye bağlı sonuçlarla birebir örtüştüğü görülmüştür. Bu sonuçlara göre en yüksek yaprak boyu Temmuz ve Nisan/Mayıs ayında 80–90 cm civarlarında belirlenmiş, en minimum boya da Ocak ayında ortalama 30–40 cm olarak tespit edilmiştir. 

Çalışma alanının hidrolojik özelliklerinden deniz suyu sıcaklığı ve tuzluluk verileri, bu tezin materyallerinin elde edildiği çalışmada her ay örneklenmiş ve ölçüm kayıtları alınmıştır. Bu verilerden yararlanarak ayrıca türün dağılımı üzerine değerlendirmelerde bulunulmuştur. Bu kayıtlar doğrultusunda Posidonia oceanica deniz çayırlarının büyüdüğü alanda en yüksek sıcaklık 29–30°C, tuzluluk ise maksimum ‰ 39–40 ile Ağustos ayı olarak belirlenmiştir. Bu sıcaklık değerleri, türün yaşamını devam ettirmesi bakımından olumsuz bir durum henüz teşkil etmediği anlaşılmıştır. Ek olarak VBT ile dip sedimanının yapısal özelliği belirlenmeye çalışılmış ve türün yetiştiği dip yapısının tayini neticesinde, P. oceanica'nın sert kayalık zemin üzerinde dağılım gösterdiği belirlenmiştir. 

Son olarak bu çalışmadan elde edilen sonuçlar, çalışma alanında yaşayan P. oceanica türünün akustiksel olarak tayin edilebilecek kadar kuvvetli bir saçıcı olduğu anlaşılmış ve akustik scattering'i etkileyen akustiksel karakterleri belirlenmiştir. B elirlenen bu özellikleri sayesinde türün çalışma alanında, her mevsim bulunurluğu ortaya konmuştur. Akustiksel olarak türün dağılımını, yaşam alanını ve dinamiklerini belirlemek amacıyla 3 farklı analiz ve yöntem uygulamalarıyla gerçekleştirilen araştırmada, ortaya çıkan sonuçların birbirlerini destekler nitelikte uyumlu oldukları görüşüne varılmıştır. Şunu da belirtmede fayda var ki, yaprak yapısına ilişkin yapısal dinamiklerinin belirlenmesi (CO2, O2, fotosentez oranı, genç-yaşlı olması vb.) akustik olarak vejetasyonların anlaşılmasında katkı sağlayacak önemli bilgiler içerdiği ve buna benzer araştırmalarda bu verilerin kullanılması tavsiye edilebilir.

Abstract:
This PhD thesis has been carried out in the Gulf of Antalya using a scientific ecosounder with a frequency of 206 kHz and acoustical data of the marine survey made in 7 different months between 2011-2012.

The study area of Posidonia oceanica meadows in the western Mediterranean coast of Turkey, as intense in terms of determining the presence has a different significance. The aim of the thesis is; acoustical identification of the P. oceanica species using EcoSAV (Eco Submerged Aquatic Vegetation) and VBT (Visual Bottom Typer) commercial software. Based on the calibrating species-specific parameters in the software that will provide this definition; estimated biomass quantities and leaf height. End of this result draw of distribution maps based on seasonally. The same time the investigation of the bottom structural feature of the environment it is growing.

For the first time with a method applied in the world, biomass quantities were estimated by performing energy detection from P. oceanica via VBT. During the calculations by taking seasonal differences into consideration, regression analyzes were performed from the length-weight data for use in the biomass calculations. The regression equation obtained by calibrating the biomass and the acoustic energy (sa) calculated from these data was used in the biomass cycle of the acoustic energy. Thus, it forms the basis for the determination and mapping of density variations and seasonal distributions. In addition, ANOVA and ANCOVA were used to test for differences for acoustically estimated biomass due to the depth and season. According to these results, there was a difference according to depth when seasonal difference was not observed, and it was determined that as the depth increased, the amount of biomass decreased.

When the seasonally obtained biomass-related distribution maps of the study area were examined, it was determined that the study area formed 3 different beds. The highest estimated biomass is in two seasons; in July above 4000 (g/m–2) and in April / May above 2000 (g/m–2), the lowest biomass quantity was 800 (g/m–2) in January respectively.

The vegetation height in the area determined by EcoSAV where it is distributed. The presence of 3 beds in the study area was determined by seasonal distribution of leaf length. The results of the spatial and temporal distribution have been found to be correlated with biomass-related outcomes. According to these results, the highest leaf size was determined at 80–90 cm in July and April/May, and the minimum was determined as 30–40 cm in January.
The seawater temperature and salinity data from the hydrological properties of the study area were sampled and recorded monthly where the materials of this thesis were obtained. Evaluations were also made on the distribution of the specimen using these data. In line with these records, the highest temperature in the area where Posidonia oceanica meadows grew was determined to be 29–30 °C and salinity was maximum 39-40 ‰ in August. It has been understood that these temperature do not yet constitute a negative situation in order to maintain the survival of the species. In addition, the structural characteristics of bottom sediment were tried to be determined with VBT and it was determined that P. oceanica was distributed on hard rocky ground due to the determination of the bottom structure of the bottom sediment.

Finally, within the results obtained from this study, it was found that the P. oceanica species living in the study area was a strong scatterer that can be acoustically identified and the acoustic characteristics affecting the acoustic scattering were determined. With this type of features identified in the workspace, it has revealed the species' availability in all seasons. It was concluded that in the research conducted with 3 different analysis and method applications in order to determine the distribution, dynamics and the living area of the acoustically, the results are compatible with each other in supporting the results. In the research carried out with 3 different analyzes and methods in order to determine the acoustical distribution, habitat and the dynamics, it is concluded that the results are compatible with each other. It is also worth noting that it may be advisable to identify the structural dynamics of the leaf structure (CO2, O2, photosynthesis rate, young-aged etc.) acoustically containing important information to aid in the understanding of vegetation and to use this data in similar investigations.