Türkiye'de tarım yılı kuraklık değerlendirmesi ve bitki gelişim modeli ile buğdayda kuraklık-verim analizi
Drought evaluation of agricultural year and drought-yield analysis of wheat by crop growth model in Turkey
Yazar: OSMAN ŞİMŞEK
Danışman: PROF. DR. BELGİN ÇAKMAK
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Kuraklık = Drought

Özet:
Kuraklık, canlıların yaşamı üzerinde çok büyük olumsuz etkileri olan, önemli ekolojik sorunların yaşanmasına neden olan, meteorolojik karakterli bir afettir. 21. yüzyıl'da meydana gelmesi beklenen iklim değişikliği ve kuraklık, gıda güvenliğini tehdit etmektedir. Bu çalışmanın amacı, kuraklık izleme ve etkilerini azaltma çalışmalarında başlangıç aşamasının tamamlanmasına katkı sağlamaktır. Bu çalışmalar yardımıyla, geçmişte meydana gelen kuraklık ve oluşan zararlar daha iyi analiz edilerek, gelecekte hangi aşamada hangi tedbirlerin alınması gerektiği konusunda planlamalar yapılabilecektir. Ayrıca Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Örgütü (FAO) tarafından geliştirilen AgroMetShell (AMS) modelinin Türkiye'de verim analiz ve tahminleri için kullanılma olanakları araştırılmıştır.Bu çalışmada Türkiye geneli için Standart Yağış İndeksi (SPI) ve Normalin Yüzdesi İndeksi (PNI) yöntemleri kullanılarak aylık, mevsimlik ve tarım yılı bazında kuraklık analizleri yapılmıştır. SPI ve PNI ile bulunan indeks değerlerinden buğday üretiminde önde gelen 10 il için aylık, mevsimlik ve tarım yılı trend analizleri yapılmıştır. Ayrıca AMS modeli kullanılarak Su Yeterlilik İndeksi (WSI) üretilmiş ve seçilen illerde buğday için verim analizi yapılmıştır. Tarım yılı bazında üretilen SPI ile WSI değerlerinin ilişkisi incelenmiştir. Ayrıca WSI değerleri ile farklı periyotlara ait Normalleştirilmiş Bitki Fark İndeksi (NDVI) arasında ilişki olup olmadığı araştırılmıştır. WSI değerleri kullanılarak geleceğe dönük senaryolar ve hassasiyet analizi yapılarak buğday veriminde meydana gelmesi muhtemel düşüşler incelenmiştir.SPI yöntemine göre kuraklığın en fazla yaşandığı bölge Güneydoğu Anadolu olmuş, kuraklık 18 yıl tekrar etmiş ve % 46.2'lik bir oran yakalamıştır. PNI yöntemi ile kuraklık analizinde yine kuraklığın en fazla yaşandığı bölge Güneydoğu Anadolu olmuş, kuraklık 9 yıl tekrar etmiş ve % 23.1'lik bir oran yakalamıştır. SPI ve PNI değerleri için yapılan trend analizleri sonucunda Konya'da, her iki yöntemde de en fazla ve en yüksek düzeyde öneme sahip trendler tespit edilmiştir. Burada % 1, % 5 ve % 10'luk düzeyde önem arz eden negatif yönde (azalan) trendler bulunmuştur. Hesaplanan WSI değerlerine tarım yılı bazında baktığımızda en yüksek ortalama değere ulaşılan yıl 1981-1982 Tarım Yılı olup, 10 istasyona ait ortalama değer 97.2 olarak gerçekleşmiştir. Bu değer iyi düzeyde verimi ifade etmektedir. Analiz periyodunda görülen en düşük ortalama değer 1994 yılında 72.6 olmuştur. Bu değer vasat düzeyde bir verimi ifade etmektedir. İllere ait NDVI değerleri ile modelin bu illerdeki istasyonlara ait WSI değerleri arasında bir ilişki olup olmadığı araştırılmış, sonuçta anlamlı bir ilişki tespit edilememiştir. Yapılan bütün senaryo analizlerinde verimde düşüş meydana geldiği görülmüştür. En fazla düşüş % 18.2'lik azalma ile sıcaklığın 2 °C'lik, güneşlenme şiddetinin % 20'lik artışı ve yağışın % 20'lik azalışı durumunda oluşmaktadır. Adana istasyonunda 1987-1988 ve 1988-1989 Tarım Yılı'nda SPI ile WSI arasında doğrusal bir ilişki, 1989-1990 ve 1990-1991 Tarım Yılı'nda ise negatif bir ilişki meydana gelmiştir. Analizler sonucunda ulaşılan en önemli sonuç, SPI gibi meteorolojik kuraklığı ifade eden bir yöntemin tarımsal kuraklığı izlemede yetersiz kaldığıdır. Bu yöntemin yanında WSI gibi tarımsal kuraklığı ifade eden bir kuraklık analiz yönteminin de mutlaka kullanılması gerekmektedir.Anahtar Kelimeler: Kuraklık ve Etkileri, Kuraklık İndeksleri, AgroMetShell Modeli, Su Yeterlilik İndeksi, Verim Analizi.

Abstract:
Drought has been characterized as a meteorological natural disaster, which has profound negative effect on the living beings and led to major ecological problems. The expected climate change and drought scenarios in 21 century will have threatened the food security. The aim of this research is to contribute to the completion of studies which helps monitoring of drought and reduction of its effects. By better analyzing the droughts occurred in the past and its damages through these researches, it is possible to do plans about what kind of precaution should be taken at which stage. Furthermore, the possible use of AgroMetShell model, developed by the United Nations Food and Agriculture Organization (FAO), on yield analysis and forecasts in Turkey was investigated.In this study, monthly, seasonal and agricultural year based drought analyses for over all Turkey have been performed by using Standardized Precipitation Index (SPI) and Percent of Normal Index (PNI) methods. Monthly, seasonal and agricultural year based trend analysis of index values obtained from SPI and PNI have been realized for ten cities lead at wheat production. In addition, Water Satisfaction Index (WSI) values were produced by using AMS model and wheat yield forecasts were made for the selected cities. The relationship of SPI and WSI values produced at agricultural year base was obtained. In addition, it was investigated that whether a relationship exists between WSI values and Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) belong to different period. Possible decreases in wheat yield were examined by using WSI values for future scenarios and realizing sensitivity analysis.According to SPI method, Southeastern Anatolia was the region which faced with drought at most. Drought was repeated 18 years with a rate of 46.2%. The other drought analyzing method of PNI was also detected that Southeastern Anatolia region was most drought experienced region with a 9-year repetition period and a rate of 23.1%. Trend analyses of the SPI and PNI values show that Konya has the most trends with the highest significant value for both methods. Negative (decreasing) trends significant at 1%, 5% and 10% levels were obtained. In terms of agricultural year base, the highest average value of calculated WSI was obtained for 1981-1982 agricultural year and average value of 10 stations is realized as 97.2 which represents a good yield level. The lowest average value of 72.6 was obtained for 1994. This value represents a moderate yield level. Whether there is a relationship exists between NDVI values of cities and model?s WSI values belong to the stations of these cities was investigated and as a result no significant relationship was obtained. It was observed that there was a decrease in yield for all realized scenarios analysis. The highest decrease was observed for the scenario with 2°C and 20% increases in temperature and sun intensity, respectively, and 20% decrease in precipitation. For Adana station, a linear positive correlation between SPI and WSI in the agricultural years of 1987-1988 and 1988-1989 and a negative correlation in the agricultural years of 1989-1990 and 1990-1991 were obtained. The most important result of analysis is that SPI method which express meteorological drought was insufficient for monitoring agricultural drought. In addition to the use of this method, another method which express agricultural drought such as WSI method should also be used.Key Words: Drought and Effects, Drought Indices, AgroMetShell Model, Water Satisfaction Index, Yield Analysis.