Kelkit havzası ekolojik risk değerlendirmesi
Ecological risk assessment of Kelkit basin
Yazar: ORHAN METE KILIÇ
Danışman: DOÇ. DR. HAKAN METE DOĞAN
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Ekolojik risk = Ecological risk ; Ekolojik çevre = Ecological environment ; Kelkit Vadisi = Kelkit Valley

Özet:
Kelkit havzası arazi ve su kaynakları bakımından ülkemizin önemli alanlarından biridir. Bu çalışmanın amacı, yeni ekolojik modelleme yaklaşımı çerçevesinde Kelkit Havzası'nın Ekolojik problemlerine yol açabilen stres faktörlerini belirlemek ve belirlenen ekolojik risk alanları için gerekli önlemleri tartışmaktır. Bu amaçlar için Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) ve Uzaktan Algılama (UA) araçları ile önemli ekosistem parametrelerinden faydalanılmıştır. Kelkit havzası için belirlenen potansiyel stres faktörleri erozyon, kuraklık, su kirliliği ve net birincil üretim (NBÜ) değerleridir. Havza erozyon ve kuraklık durumunu belirlemek için sırasıyla USLE modeli ve kuraklık indeksinden faydalanılmıştır. Kuraklık indeksi için gerekli olan meteorolojik veriler FAO`un LOCCLIM yazılımından türetilmiştir. NBÜ haritaları ise MODIS uydu görüntülerinden üretilen haritaların sayısallaştırılması ile elde edilmiştir. Su kalitesi parametreleri Kelkit Nehri'nden alınan mevsimsel su örneklerinin laboratuvar analiz sonuçlarından elde edilmiştir. USLE modeline göre; havzadaki yıllık toprak kaybı 0 ile 619 t.ha-1yıl-1 arasında değişen değerler almış ve ortalama yıllık toprak kaybı 4.63 t.ha-1yıl-1 olarak tespit edilmiştir. Erozyon haritası çok düşük, düşük, orta, yüksek ve çok yüksek sınıflarını içeren beş sınıfta özetlenmiştir ve toplam alanın % 80,56 'sı çok düşük sınıfında yer almıştır. Kelkit Havzasının kuraklık haritası UNESCO kuraklık sınıflamasına göre haritalanmış ve az kurak, orta kurak ve kurak değil olarak sınıflandırılmıştır. NBÜ haritaları verimlilik durumlarına göre sınıflandırılmıştır. Su kalitesi parametrelerine göre, Kelkit Havzası alt havzaları belirlenmiş ve her bir alt havza için bir kalite sınıfı değeri atanmıştır. Havzada su kalitesi sınıflarından ilk üç sınıf bulunurken, dördüncü sınıf bulunmamıştır. Ekosistem stres faktörü haritaları ArcMap 10.2 de üretilmiştir. Her stres faktörü haritası ekolojik risk üzerindeki potansiyel etkisine göre 0 ile 1 arasında derecelendirilmiştir. CBS`de stres faktörü haritaları birbiri ile toplanmış ve bunların aritmetik ortalaması ekolojik risk haritası üretmek için hesaplanmıştır. Oluşturulan risk haritasının 0.12 ve 0.37 risk skorları arasında değişen değerler aldığı gözlemlenmiştir. Ekolojik risk haritası çok düşük, düşük, orta, yüksek ve çok yüksek olmak üzere beş sınıfta sınıflandırılmıştır. Sınıflandırılmış ekolojik risk haritasına göre, Kelkit Havzası'nın azınlığı orta risk sınıfında bulunurken,  çoğunluğu düşük risk sınıfında yer almıştır. Riskin etkisine göre uygun yönetim kararları önerilmiştir. Bu çalışma havza bazlı ekosistem çalışmalarında UA ve CBS teknolojilerinin ekolojik modellerle uyumlu ve etkin bir şekilde çalıştığını ortaya koymuştur. Üretilen uzaysal veri tabanı alandaki ekosistem parametrelerinin zamansal-uzaysal değişiminin değerlendirilmesi için ileride yapılacak olan çalışmalara yararlı bilgiler sunmaktadır.

Abstract:
Kelkit basin is one of the most important areas of our country in terms of land and water resources. The objectives of this study are determining the stress factors, that can lead to ecological problems of Kelkit Basin within the frame of new ecological modelling approach, and discussing necessary precautions for the determined ecological risk areas. For these aims, Geographic Information Systems (GIS) and Remote Sensing (RS) tools and important ecosystem parameters were utilized. Potential stress factors identified for Kelkit Basin are erosion, drought, water pollution and net primary production (NPP). To determine basin erosion and  drought status, USLE model and drought index were utilized, respectively. Meteorological data required for drought index is derived from the Food and Agriculture Organization`s (FAO) LOCCLIM software. NPP maps were obtained by digitizing the maps produced from MODIS satellite images. Water quality parameters were obtained from the laboratory analysis results of seasonal water samples collected from Kelkit River. According to USLE model, annual soil loss values changed between 0 and 619 4.63 t.ha-1year-1 and the mean annual soil loss of the basin was determined as 4.63 t.ha-1year-1. Erosion Map was summarized as five classes including very low, moderate, high, very high classes, and 80.56 % of the basin area take place in very low class. The dought map of Kelkit Basin was mapped according to UNESCO classification system, and summarized in three classes including low dought, moderate drought and no drought. NPP maps were classified according to productivity status. According to the water quality parameters, sub-basins of Kelkit Basin were determined, and a quality class values for each sub-basin was assigned. In the basin, the first three water quality classes were found, while the fourth water quality class was absent. Ecosystem stress factor maps were generated in ArcMap 10.2. Each stress factor map were scored between 0 and 1 according to its potential effect on ecological risk.  Stress factor maps were added with each others, and their arithmetic average was calculated to produce ecological risk map in GIS. It was observed that, ecological risk map changed between 0.12 and 0.37. Ecological risk map was classified in five classes including very low, low, moderate, high, and very high. According to classified ecological risk map, majority of the Kelkit Basin took place in low risk class, while minority of the basin were found in moderate risk class. According to the effects of the risk, appropriate risk management decisions were proposed. This study has been put forward that GIS and RS tools work together ecological models coherently and efficiently in the watershed-based ecosystem studies. Produced spatial database will present useful information for the next studies about  the evaluation of spatio-temporal change of ecosystem parameters in the basin.