Trakya Bölgesi'nde iklim değişikliğinin yüzey su kaynakları, toprak nemi ve bitki verimine etkisinin modellenmesi
Modelling the effect of climate change on surface water resources, soil water profile and plant yield in Thrace region
Yazar: HUZUR DEVECİ
Danışman: PROF. DR. FATİH KONUKCU
Namık Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyosistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Toprak nemi = Soil moisture ; Trakya bölgesi = Thrace region ; Verim = Yield ; Yüzey suları = Surface waters ; İklim değişikliği = Climate change

Özet:
Hızlı nüfus artışı, gelişen sanayi, yanlış arazi kullanımı ve plansız şehirleşme sonucu son yıllarda Trakya Bölgesi su kaynakları üzerindeki baskı giderek artmaktadır. Bu baskı yanında iklim değişikliğinin de su kaynakları ve tarımsal üretimi önemli derecede etkilemesi beklenmektedir. İklim değişikliğinin su kaynakları ve tarımsal üretime etkisinin tahmin edilerek, iklim değişikliğine karşı hassasiyetin azaltılması bölge ve Türkiye açısından önem arz etmekte olup, Trakya Bölgesi'nde konu ile ilgili bilimsel çalışmalar son derece kısıtlıdır. Bu çalışmanın amacı, Trakya Bölgesi'nde pilot bölge olarak seçilen Çorlu Pınarbaşı Havzası için olası iklim değişikliğini, iklim değişikliğinin su kaynaklarına, toprak nemine ve bölgenin iki önemli bitkisi olan buğday ve ayçiçeği verimine olan etkilerini modellemektir. İklim değişikliğinin tahmininde RegCM3 Bölgesel İklim Modeli, referans ve A2 senaryosu çıktıları kullanılmıştır. 1970-1990 yılları için araştırma alanından ölçülen sıcaklık ve yağış verileri ile model referans verileri karşılaştırılarak 2016-2025, 2046-2055 ve 2076-2085 yılları için sıcaklık ve yağış değişimi tahmin edilmiştir. İklim değişikliğinin yüzey su kaynakları üzerine etkisinin belirlenmesinde SWMHMS Hidrolojik Modeli kullanılarak, araştırma alanında 1989-2007 yılları arası ölçülen ve modellenen akım değerleri karşılaştırılarak model kalibre edilmiş ve gelecek üç dönem için akım değerleri tahmin edilmiştir. Araştırma alanında iklim değişikliğinin toprak nemi ve verim üzerine etkilerini tespit etmek için sırasıyla SWAP Model ve AquaCrop Model kullanılmıştır. Her iki modelde de 2012 yılı içinde ölçülen toprak profili nem değerleri ve verim değerleri, modellenen değerler ile kalibre edilmiş, daha sonra gelecek yıllar için toprak nem profili ve verim değerleri kestirilmiştir. Araştırma sonuçlarına göre araştırma alanında, 1970-1990 yıllarına göre, 2016-2025, 2046-2055 ve 2076-2085 yılları arasında sıcaklıkların sırası ile 0,12 °C, 1,43 °C, 3,05 °C artacağı, yağışların ise 2016-2025 yılları arasında %9 artacağı, 2046-2055 ve 2076-2085 yılları arasında ise sırası ile %14 ve %12 azalacağı tahmin edilmiştir. İklim değişikliğine bağlı olarak, akım miktarında %57'ye varan azalmaların olacağı tahmin edilmiştir. Ayçiçeği ve buğday gelişme dönemleri dikkate alındığında iklim değişikliğinin verimi etkileyecek düzeyde toprak nem değişimine neden olmayacağı belirlenmiştir. İklim değişikliği ile birlikte, 2012 yılına göre ortalama ETo değerlerinin 2016-2025, 2046-2055 ve 2076-2085 yılları arasında sırasıyla %7, %20 ve %33 artacağı tahmin edilirken; ayçiçeği veriminde önce %9,4'e kadar artış daha sonra %22'ye kadar azalma; buğday veriminde ise vejetasyon dönemi kısalımı dikkate alınmadan %50'nin üzerinde verim artışları gözleneceği tahmin edilmiştir.

Abstract:
The pressure on water resources in the Thrace Region has been increasing recently due to rapid population growth, developing industry, land uses beyond their capacities and unsystematic urbanisation. In addition to these, climate change is also expected to affect water resources and agricultural production significantly. To decrease the vulnerability against climate change by estimating its effects on water resources and agricultural production is crucial for the region and Turkey, and studies related to the subject in the Thrace Region are very limited. The aim of this study is to predict the potential climate change and its effects on water resources, soil water profile and the yield of both wheat and sunflower, the two vital plants for the region, for a pilot area of Çorlu Pınarbaşı sub-basin in the Thrace Region. RegCM3 Regional Climate Model, reference and A2 scenario outputs were used in the estimation of climate change. The changes in temperature and precipitation were estimated for the future period of 2016-2025, 2046-2055 and 2076-2085 by comparing temperature and precipitation data measured in the study area for the period of 1970-1990 and model reference data. To model the effect of climate change on runoff, the SWMHMS Hydrological Model was calibrated with measured run off data in the study area between 1989 and 2007 and then runoff values for the futures periods were simulated. In order to determine the effects of climate change on soil water profile and yield in the research area SWAP Model and AquaCrop Model were used, respectively. Having tested the models with the measured data of soil water profiles and yields for 2012, the models were run for the future periods. Temperature rises of 0,12 °C, 1,43 °C, 3,05°C were forecasted for the future periods of 2016-2025, 2046-2055 and 2076-2085, respectively when compared with the data between 1970 and 1990 whereas a 9% increase during 2016-2025 and 14% and 12% decrease for the periods of 2046-2055 and 2076-2085, respectively, were predicted. The climate changes in the future were estimated to decrease the surface water resources up the 57%. However, the soil water profiles during the wheat and sunflower growing period were not affected significantly by the climate changes. While it was estimated that the average ETo values in 2016-2025, 2046-2055 and 2076-2085 increase 7%, 20% and 33% respectively by climate change, sunflower yield first increased up to 9,4% and then decreased up to 22%; wheat yield increased up to 50% without taking vegetation period shortage into consideration when compared to the measured data of 2012. It may be concluded that the Thrace Region is vital to ensure food safety of Turkey with this increase in wheat yield.