Hızlı gelişen bir tür olarak duglas göknarının (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco var. viridis) batı Karadeniz bölgesindeki doğal türlerle büyüme ve ekosistemdeki besin maddesi dağılımı açısından karşılaştırılması
Comparison of tree growth and ecosystem nutrient distribution of douglas fir (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco var. viridis) and the native tree species of the western black sea region of Turkey
Yazar: MEHMET ŞAHİN
Danışman: DOÇ. DR. OKTAY YILDIZ
Düzce Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering
Dizin: Batı Karadeniz bölgesi = West Black Sea region ; Biyokütle = Biomass ; Doğu kayını = Oriental beech ; Türkiye = Turkey

Özet:
Türkiye'de hızlı gelişen türlerle 1940'lardan beri deneme çalışmaları yapılmaktadır. Üzerinde en yoğun çalışma yapılan türler Amerikan kökenli olanlardır. Bunlardan duglas göknarı (DG) yeteri kadar orijinle temsil edilmiş ve endüstriyel odun üretimi için en başarılı türlerden birisi olarak gösterilmektedir. Marmara ve Batı Karadeniz Bölgesi DG'nın doğal yayılış alanları olan Kuzey Amerikanın kıyı bölgeleriyle benzer büyüme koşullarına sahiptir. DG'nin farklı orijinleriyle Doğu- ve Batı Karadeniz bölgelerinde yapılan birçok deneme başarısız olmuştur. Elde edilen DG büyüme farklılıklarının seçilen sahalardan kaynaklandığı belirtilmiş olsa da başarılı olarak nitelendirilen sahalardan elde edilen veriler idare süresinin ilk yıllarındaki belirli bir dönemi kapsamaktadır. DG ağaçlandırma sahalarının en geniş alana sahip olanlarından birisi Düzce Orman İşletme Müdürlüğü'ne bağlı Melen İşletme Şefliği sınırları içerisinde kalan Yeşilyayla bölgesindedir. Bu çalışmanın amacı; hızlı gelişen tür olarak nitelendirilen DG ile aynı bölgede doğal olarak yetişen türleri 16 yıllık biyokütle birikimi ve toprak altı ve üstü bazı ekosistem değişkenlerine etkileri açısından karşılaştırılmaktır.Araştırma sahaları, Batı Karadeniz Bölgesinde 900 m yükseklikte olup, yaklaşık 1200 mm yıllık yağış ve 10 0C nin altında yıllık ortalama sıcaklığa sahiptir. Tanecik bileşimi balçık ve killi balçık arasında değişen topraklar kahverengi orman toprağı olarak sınıflandırılmaktadır. Araştırma sahaları 1988 yılında tıraşlama kesimi yapılarak boşaltılmış ve diri-örtü temizliği yapılmıştır. Sahalara, Washington, ABD orijinli tohumlardan yetiştirilmiş 2 + 0 yaşında, çıplak köklü duglas göknarı fidanları (Pseudotsuga menziesii (mirb.) Franco var. viridis) 2.5 x 2 m. aralıklarla dikilmiştir. Ayrıca 18.5 ha sahaya 2 + 0 sarıçam (Pinus sylvestris L.) fidanları 1.25 x 2.5 m aralığında dikilmiştir. Aynı yıl bitişik sahada yer alan 95 ha kayın (Fagus Orientalis, Lipsky) sahalarında doğal gençleştirme yapılmıştır. Gençleştirme sahalarında bozuk meşçere halinde doğal olarak bulunan gürgen (Carpinus betulus), kestane (Castane sativa), keçi söğüdü (Salix caprea) ve titrek kavak (Populus tremula) sahanın temizlenmesi sırasında tıraşlama olarak kesilmiştir. Kesilen kütüklerden sürgün yoluyla gelen bireyler kısa sürede gelişerek meşçere tipini bu türlerin çoğunlukta olduğu karışık meşçere olarak belirlemiştir.Gençliğin sahaya gelmesinden 16 yıl sonra (2004) biyokütle ve yapraktaki besin analizleri için her sahadan rastgele yöntemle belirlenen 4 noktadan 5 x 5 m büyüklüğünde deneme alanlarında bulunan ağaçların tamamı motorlu testerelerle kesilerek, dal, yaprak ve gövde olarak ayrılıp biyokütle hesaplamaları yapılmıştır. Yaprak ve ibrelerde toplam azot (N), fosfor (P), potasyum (K), kalsiyum (Ca), kükürt (S) ve magnezyum (Mg) yoğunlukları ve miktarları belirlenmiştir. Ayrıca her bir sahadan rasgele seçilen 5 noktadan 20 x 20 cm büyüklüğündeki alanlardan ölü-örtü örnekleri toplanarak ölü-örtü miktarı ve makro besin analizleri yapılmıştır. Toprağın hacim ağırlığı ve besin içeriğinin belirlenmesi için her örnek alandan rasgele belirlenen 5 noktadan 0-10 ve 10-20 cm derinliklerinden, toprak örneği alınmıştır. Topraklarda da toplam karbon (C), N, P, K, Ca, S, Mg, katyon değişim kapasitesi (KDK) ve asitliği (pH) belirlenmiştir. Veriler rasgele deneme desenine uygun olarak varyans analizi (ANOVA) kullanılarak analiz edilmiştir.Denemenin 16'ıncı yılında sarıçam ve duglas göknarının biyokütleri birbirlerinden farklı olmamakla birlikte kayın ağaçlarının toplam biyokütlesi her iki türün ortalama biyokütlesinden yaklaşık % 148 daha fazladır. Yine en fazla biyokütleye sahip kayın ağacı en az biyokütleye sahip karışık türlerin ortalama biyokütlesinden yaklaşık 10 kat daha fazla biyokütle biriktirmiştir. Kayın yaprakları da duglas ibrelerinden % 25, sarıçam ibrelerinde bulunandan yaklaşık % 45 daha fazla N içermektedir. Besin yoğunlukları ve biyokütle miktarları kullanılarak yapılan hesaplamalar sonucu kayın ağaçlarının duglastan yaklaşık 4.9, karışık türlerden yaklaşık 8.6, sarıçamdan da 2.6 kat fazla N içerdiği hesaplanmıştır. Kayın ağaçları duglas ve karışık türlerin içerikleri ortalamasının yaklaşık 5 kat fazlası fosfor içermektedir. Potasyum bakımından yapılan incelemede kayın ağaçlarının duglastan 5.2, karışık türlerin ortalamasından 10.6 ve sarıçamdan 2.3 kat daha fazla K içerdiği ortaya çıkmıştır. Kalsiyum bakımından da potasyuma benzer bir eğilim görülmekte olup kayının duglastan 4.5, karışık türlerin ortalamasından 8 ve sarıçamdan yaklaşık 3 kat daha fazla Ca içerdiği belirlenmiştir. Araştırma sahalarının toprak analizinde, toprağın hacim ağırlığı, toprak tepkimesi ve KDK değerleri bakımından istatistiki olarak önemli bir farklılık bulunmamıştır. Ekosistemdeki toplam besin miktarları karşılaştırıldığında En fazla azota sahip kayın sahalarının en az azota sahip karışık türlerin bulunduğu sahadan yaklaşık 1.9 kat sarıçam sahalarından da 1.6 kat daha fazla N içerdiği hesaplanmıştır. Kayın sahalarının duglas sahalarından 1.6, karışık türlerin bulunduğu sahalardan da 2.5 kat daha fazla toplam ekosistem fosforu içerdiği belirlenmiştir.

Abstract:
Experiments have been conducting since 1940?s with fast growing species in Turkey. The most intensively studied species are from USA origins. Douglas-fir (DF) (Pseudotsuga menziesii (mirb.) Franco var. viridis ) represented with adequate origins and it is pronounced as one of the most promising species in terms of industrial wood production. Marmara and western Black sea regions have the similar growing conditions with the DF?s natural distribution regions in the coast of North American Pacific.Numerous experiments, conducted with different origins of DF in the eastern- and western black sea region, has failed. Researchers attributed these failures to the variations of the sites. Experiments which are named successful contain results obtained only several years after stand initiated. One of the biggest DF experimental sites in Turkey is located in Yesilyayla region in the Melen Forest Management Chiefship of the Düzce Forest Management Directorate in the western Black Sea region. Objectives of this study; to compare the tree biomass and some of the ecosystem properties of DF and the native species of the region 16th year after stands initiated.Experimental sites are located at 900 m elevation with 1200 mm annual precipitation and an average of 10 0C annual temperature. Soil is ranged between loam and clay-loam and classified as brown forest soil. In 1988 study sites were clear-cut and cleared from weeds. Bare-root DF seedlings (2 + 0) from Washington seed origins were planted with 2.5 x 2 m spacing. Bare-root (2 + 0 ) Scotch pine (SP) (Pinus sylvestris L.) seedling with 1.25 x 2.5 m space were planted in an adjacent 18.5 ha site. In the same year eastern beech (EB) (Fagus Orientalis, Lipsky) was naturally regenerated in 95 ha forest land in another adjacent area. In some part of the natural regeneration sites a mixture of hornbeam (Carpinus betulus), chestnuts (Castane sativa), willow (Salix caprea), and poplar (Populus tremula) stand was clear-cut. Saplings from these species has vigorously grown and dominated the site as a mixture stand (MS) in 16 year.In the 16th year after stands initiated (2004) trees were cut-down with a chain saw in 4 randomly located 5 x 5 m plots in each site. Trees were separated for leaf , branch and bole. Biomass for each species was calculated from the samples. Then leaf total nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), calcium (Ca), sulfur (S) and magnesium (Mg) concentrations and their amounts in hectare bases were determined. Forest floor organic matter was sampled on 5 randomly located 20 x 20 cm areas on each plot. Amount of organic matter, nutrient concentrations and total amount of nutrient organic matter contains were calculated for each stand. Soil samples were collected from randomly located 5 points at 0-10 and 10-20 cm soil depth on each plot. Soil bulk density, pH, cation exchange capacity (CEC), total carbon (C), total N, total P and K, Ca, S, Mg concentrations and amounts were determined for each experimental units. To analyze the data ANOVA were run for randomized design.In the 16th year of the experiment SP and DF biomass were similar. However, biomass of EB was 148 % higher than the average of SP and DF biomass. EB also accumulated 10 times more biomass than MS did. EB leaf has 25 and 45 % higher N concentrations than those of DF and SP, respectively. Total amount of EB nitrogen was about 4.9, 8.6, 2.6 times higher than those of DF, MS and SP, respectively. P content of EB was 5 times higher than the average of DF and MS?P contents. EB stands have 5.2, 10.6 and 2.3 times more K content than those of DF, MS and SP, respectively. Calcium had the similar trend with K. Ca content of EB was 4.5, 8 and 3 times higher than those of DF, MS and SP, respectively. There were no statistical differences among the sites for soil bulk density, CEC, pH and soil nutrient concentrations. Total ecosystem (leaf + OM +soil) N content was 1.9 times higher for EB sites than that of MS. EB sites had 1.6 and 2.5 times more ecosystem P than those of DF and MS sites.