İzmit-Kerpe yöresindeki sahil çamı ağaçlandırmalarının topraktaki karbon ve besin maddesi stoklarına etkisi
Effect of maritime pine plantations on soil carbon and nutrient stocks Izmit-Kerpe district
Yazar: SELİN ÖZBAY
Danışman: PROF. DR. DOĞANAY TOLUNAY
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Orman Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Toprak İlmi ve Ekoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering

Özet:
Ülkemizde yaklaşık 50 yıl kadar önce başlanan hızlı gelişen türlerle ağaçlandırma çalışmalarında idare sürelerinin sonuna gelinmiş olup, bazı yerlerde ikinci rotasyon ağaçlandırmalara başlanmıştır. Ancak ikinci rotasyon ağaçlandırmalarda tıraşlama kesimleri ile diri örtü ve ölü örtü temizleme ile kök sökme ve toprak işleme gibi faaliyetlerin ölü örtü ve toprak özellikleri üzerine çok fazla araştırma bulunmamaktadır. 
Bu amaçla endüstriyel ağaçlandırmaların gerçekleştirildiği Kocaeli İli Kerpe Yöresindeki Kavak ve Hızlı Gelişen Orman Ağaçları Araştırma Enstitüsü Müdürlüğüne ait araştırma ormanında çalışılmıştır. Araştırma ormanında, sahil çamının ilk örneklerinin (1. nesil) bulunduğu ve 2. rotasyon sahil çamı ağaçlandırmasında kullanılan çeşitli toprak işleme yöntemlerinin ölü örtü ve toprak özellikleri üzerindeki etkilerinin incelendiği başka bir araştırmaya ait ağaçlandırmalardan örnek alanlar kullanılmıştır. Çalışmada doğal yapraklı baltalık ormandan (YY) 10 adet, bu baltalık ormanın tıraşlanarak sahil çamı ile ağaçlandırıldığı yaklaşık 40 yaşındaki sahil çamı ağaçlandırmalarından (1NÇm) 10 adet, söz konusu sahil çamı ağaçlandırmalarının tıraşlanmasından sonra 2. rotasyon olarak yeniden sahil çamı ağaçlandırması yapılan 10 yaşlı bireylerin bulunduğu alandan (2NÇm) 10 adet ve yaşlı baltalıkların tıraşlanmasından sonra sürgünden gelen 10 yaşındaki genç baltalıktan (GY) 4 adet olmak üzere toplam 34 adet örnek alanda çalışılmıştır. Böylece yapraklı bir ormanın ibreli ormana (1. rotasyon) ve bu ibreli ormanın tıraşlanarak 2. rotasyona dönüştürülmesinin, yapraklı ormanın tıraşlanarak baltalık şeklinde gençleştirilmesinin ölü örtü ve toprak özellikleri üzerine etkisinin ortaya konulması amaçlanmıştır.
Tesadüfi olarak belirlenmiş 34 adet örnek alanın her birinden birer adet toprak çukuru açılarak, 6 derinlik kademesinden (0-5, 5-15, 15-30, 30-50, 50-70 ve 70-100 cm) 1000 cm3'lük silindirlerle toprak örneği alınmıştır. Her toprak çukurunun etrafından 0,25 x 0,25 m ebatlarındaki çerçeveyle beşer adet ölü örtü örneği toplanmıştır. Ölü örtü ve toprak örneklerinde C, N, P, K, Ca, Mg içerikleri ile toprağın bazı fizikokimyasal özellikleri (tekstür, pH, EC, CaCO3) belirlenmiştir. Çalışma sonucunda 2. nesil sahil çamı ağaçlandırmalarında ölü örtü miktarının ve ölü örtüdeki karbon ve besin maddesi stoklarının önemli derecede azaldığı ve 10 yıllık dönemde yaşlı meşcerelerle oluşan farkların kapanmadığı ortaya konmuştur. Topraklardaki organik karbon (TOK) stokları ikinci nesil sahil çamı ağaçlandırmalarında birinci nesile göre %31, genç yapraklı meşcerelerde ise yaşlı yapraklı meşcerelere göre %28 oranında daha yüksek bulunmasına rağmen bu farklar istatistiksel açıdan önemli bulunmamıştır. Benzer durum azot stokları için de söz konusudur. Diğer besin maddelerinden fosfor stoklarının, 2. nesil sahil çamı ve genç yapraklı meşcerelerde yaşlı meşcerelere göre sırasıyla %73 ve %71 kadar az olduğu; bu azalmanın K stoklarında %16 ve %22, Mg stoklarında ise %7 ve %6 kadar olduğu dikkat çekmektedir. Bu farklardan sadece P stoklarının istatistiksel açıdan önemli olduğu belirlenmiştir. Hızlı gelişen türlerle yapılan 2. nesil ağaçlandırmaların topraklarda besin maddesi noksanlığına yol açtığı belirlenmiş olup, bu nedenle kesim artıklarının tamamının olmasa bile en azından en fazla besin maddesi içeren yaprak ve dalların ormanda bırakılmasının gerektiği önerisinde bulunulmuştur.

Abstract:
The plantation activities of fast growing tree species were started approximately 50 years ago. It is the end of these rotation periods for these plantations and in some regions, second rotations has begun. However, there are not enough researches and studies on removal of understory and litter with clear cuts and effects of uprooting and soil plowing (tillage) on the litter and soil properties.
For this purpose, this study was conducted at the research forest in the Kerpe region of Kocaeli  Province in the industrial plantation site that belongs to the Poplar and Fast-Growing Trees Institute. At the research forest, sample areas were used from the plantations containing the first samples of the maritime pine (1st generation) and 2nd rotation maritime pine plantation that belong to another study where the effects of various tillage methods on litter and soil properties were studied. For this study, a total of 34 sample areas were taken. Among these, 10 were from natural coppice forests (YY), 10 were from approximately 40-year-old plantations (1NÇm) that were afforested with maritime pines after the clear-cuts from coppice originated stands, 10 were from an area with 10 year old individuals where 2nd rotation plantations (2NÇm) were generated after the clear-cut of the aforementioned maritime pine afforestations and finally 4 sample areas of the 10-year-old sprout stems originated from coppice stumps. Thus, the determination of the effects of converting a broadleaved coppice forest to coniferous forest (1st rotation); the conversion of these forests to 2nd rotation with clear-cut and regeneration of the coppice forests with clear-cuts on litter and soil properties was aimed.
One soil pit was dug from each of the 34 randomly selected sample areas. The soil samples from 6 depth intervals (0-5, 5-15, 15-30, 30-50, 50-70 and 70-100 cm) were taken from each soil pit with 1000 cm3 soil cylinders. A total of 5 litter samples were collected using 0.25 m x 0.25 m frames in each sample plot. C, N, P, K, Ca, Mg contents of litter and soil samples and also some physicochemical properties (soil particle size distribution, soil reaction, electrical conductivity and calcium carbonate) were determined. As a result of this study, it was understood that amount of litter and C and nutrient stocks were decreased significantly in the 2nd generation maritime pine plantations, and in the ten year period difference with older stands did not produce the necessary levels of nutrient stocks in the soil. Although it was found that the organic C stocks in the soils of 2nd generation plantations were 31% higher than 1st generation and organic C stocks of young broadleaved stands were 28% higher than older stands, with differences that were not significantly important. The results of N stocks were also similar. As an other nutrient, K stocks of 2nd generation and young broadleaved stands were 73% and 71% lower than older stands respectively. The reducing conditions were obtained also in P stocks with 16% and 22% and Mg stocks with 7% and 6% respectively. Among the differences, only the P stock values were statistically significant. It was determined that the 2nd generation plantation activities with fast growing tree species causes soil nutrient deficiency. Thus, it is recommended to leave the nutrient rich tree components such as leaves, branches and twigs on the ground after the clear-cutting, if it would not be possible to leave all residue biomass on the forest floor.