Kastamonu yöresi Uludağ göknarı meşcerelerinde göknar kanseri (Melampsorella caryophyllacearum)'nin yoğunluğuna etki eden faktörlerin belirlenmesi ve modellenmesi
Determination and modeling of the factors effecting the density of fir broom rust (Melampsorella caryophyllacearum) in the Uludag fir stands in Kastamonu region
Yazar: MERTCAN KARADENİZ
Danışman: PROF. DR. SABRİ ÜNAL
Kastamonu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering

Özet:
Melampsorella caryophyllacearum kuzey yarımkürede göknar türlerinde pas hastalığına neden olan heterozik bir pas mantarıdır. Göknarlarda cadı süpürgesi oluşumu ve dal ve gövdelerde kanserlere yol açmaktadır. Hastalık etmeninin varlığı Avrupa'da, Amerika'da,  Kanada'nın doğusunda, Asya'da ve Türkiye'de birçok göknar türünde tespit edilmiştir.

Göknar Kanseri olarak bilinen M. caryophyllacearum'un mücadelesinde bugüne kadar dünyada herhangi bir fungusit tespit edilememiştir. Bu sebeple hastalığın varlığını ve enfeksiyonun yayılmasını etkileyen faktörler ile ilgili bilgileri kullanarak konukçu popülasyonları üzerinde hastalığın etkilerini azaltmak gerekmektedir. Bu amaçla M. caryophyllacearum mekansal dağılımını incelemek için daha fazla araştırma yapmak gerekmektedir. Salgınların mekansal dağılımları, konukçu-patojen sistemlerinde ekolojik ve evrimsel dinamiklerini etkileyen süreçleri ortaya çıkarabilmektedir.

Ormancılık uygulamalarında hastalık etmenlerine karşı mücadele yöntemlerinin tespit edilebilmesi için öncelikle etmeninin biyolojisi, çevre ve fizyografik koşulları ile ilişkisinin bilinmesi gerekmektedir.

Yapılan bu doktora çalışması ile Uludağ Göknarı'nın Kastamonu ilinde yayılış gösterdiği meşcerelerde M. caryophyllacearum'un yayılışı ve şiddetine etki eden çevresel faktörlerin (bakı, yükselti, eğim) belirlenerek bu hastalık etmenine ait coğrafi yayılış modeli ortaya konulmuş ve hastalıkla ilgili risk haritalarının oluşturulmuştur.

Arazi çalışmaları sonucunda elde edilen bilgilere göre araştırma alanında incelenen toplam 4230 Uludağ Göknarı bireyinin 1846 adedinde (%43,64) fungal hastalık etmeninin varlığı tespit edilmiştir. Bu oran belirti tiplerine göre ayrıldığında incelenen örnek ağaçların 900 adedinde gövde kanserleri (%21,27),  1378'inde dal şişkinliği (%32,57),  692'sinde ise cadı süpürgesi belirtisi (%16,36) olduğu görülmüştür. 

Gövde kanserlerinin yerden yüksekliği ortalama 1,93 m (0,40-5,50 m) iken, dal şişkinlikleri ortalama yerden 3,49 m (0,7-16,5 m) yükseklikte, cadı süpürgeleri ise yerden ortalama 7,66 m (0,7-37,5 m) yükseklikte bulunmaktadır.

Hastalığa ait belirtiler daha çok 1400-1700 m yükselti basamağında ve nemin daha yoğun olduğu yerlerde görülmektedir. Ayıca hastalık etmeni saf veya karışık meşcere ayırt etmeksizin bütün Uludağ Göknarı ormanlarında zarara neden olabildiği ortaya konmuştur.

Son yıllarda coğrafi yayılış modellemeleri oluşturmak için sıkça kullanılan yöntemlerden biri olan maksimum entropi yaklaşımı ile M. caryophyllacearum'un üç farklı belirtisi, bunların birlikte bulunma durumları ve hastalığın var verisine göre toplamda sekiz adet yayılış modeli oluşturulmuş ve türe ait çevresel ve ekolojik değişkenlerle olan ilişkisi incelenmiştir. Kastamonu'daki coğrafi yayılış modelleri orta ve yüksek oranda güvenilir olarak bulunmuştur. Jackknife testinin sonuçlarına göre modelleri etkileyen en etkili faktör yükseklik olmuştur. Bunu izleyen değişkenler alanın bakısı ve entegre nem indeksidir.

Çalışma bu zamana kadar M. caryophyllacearum'un yayılışı ve modellenmesi üzerine yapılmış Türkiye'deki en detaylı çalışmadır. Sonuçların ülkemiz orman patolojisi çalışmalarına ışık tutması beklenmekte, elde edilen çıktıların ülke genelinde gerçekleştirilen hastalıklar ile mücadele kapsamında Göknar Kanseri ile ilgili yürütülen çalışmalara katkıda bulunacağı öngörülmektedir.

Abstract:
Melampsorella caryophyllacearum is a heterozygous rust fungi that causes rust disease on fir species in the northern hemisphere. It causes witches brooms, branch and stem swellings on firs. The presence of this disease has been detected in several fir species in Europe, America, Canada, East Asia and Turkey.

Any fungicides were found in the control of M. caryophyllacearum. For this reason, it is necessary to reduce the effect of the disease on the host populations using information about the presence of the disease and the factors affecting the spread of the infection. Further research is needed to investigate the spatial distribution of M. caryophyllacearum for this purpose. Spatial distribution of epidemics can reveal processes that affect the ecological and evolutionary dynamics of host-pathogen systems.

In order to determine the methods of controling the disease agents in forestry applications, it is necessary to know the relation between the biology, environment and physiographic conditions of the agent.

It is aimed to determine the geographical distribution model of M. caryophyllacearum and to establish risk maps related to the disease by determining the environmental factors (aspect, altitude, slope) affecting the distribution and severity of M. caryophyllacearum in the stands where Uludağ fir distributed in Kastamonu province with this PhD thesis.

According to the results obtained from the field studies, the presence of fungal agent found in 1846 (43,64%) of the total of 4230 Uludağ fir trees that examined in the study area. According to symptom types, the number of 900 trees have tree swellings on stems (21.27%), 1378 trees have branch swellings (13,578%), and 692 trees have witches brooms (69,32%) in the examined trees.

While the average height of the trunk swellings were 1,93 m (0,40-5,50 m), branch swellings 3,49 m (0,7-16,5 m) above the ground, while the witch broomers had an average height of 7,66 m (0,7-37,5 m).

Symptoms of the disease are mostly seen at places where the elevation step is 1400-1700 m and where the moisture is more intense. It has been shown that disease can infect the whole Uludağ fir forest without discriminating pure or mixed stands.

According to three different symptoms of M. caryophyllacearum and according to their availability, a total of eight models of distribution were established with the maximum entropy approach, which is one of the frequently used methods for creating geographical distribution models in recent years and the relation of the species to environmental and ecological variables was examined. The geographical distribution models in Kastamonu are found to be moderately and highly reliable. According to the results of the Jackknife test, the most effective factor influencing the models was height followed by aspect and integrated moisture index.

The study is the most detailed study about distribution and modelling of M. caryophyllacearum conducted in Turkey up to this time. It is anticipated that the results will shed light on the forest pathology studies of our country and it is predicted that the outputs will contribute to the studies carried out on fir broom rust throughout the country.