BYL 647 Yangın Ekolojisi. Hacettepe Üniversitesi Biyoloji Bölümü Ekoloji Anabilim Dalı Yüksek Lisans dersi Doç.Dr. Çağatay Tavşanoğlu Bahar

Transkript

1 BYL 647 Yangın Ekolojisi Hacettepe Üniversitesi Biyoloji Bölümü Ekoloji Anabilim Dalı Yüksek Lisans dersi Doç.Dr. Çağatay Tavşanoğlu Bahar

2 Yangın kavramı Yangın üçgeni, tutuşma ve yanıcı maddeler Yangın çeşitleri Toprak, örtü, tepe yangınları Yangın ekolojisi Yangın bilimleri Yangın ekolojisinin önemi Bir ekosistem süreci olarak yangın

3 Yangın / Orman yangını Wildfire Bushfire (Avustralya) Grass fire, forest fire Yangın Orman yangını Yangın, biyokütlenin fiziksel ve kimyasal tutuşmasına dayanan bir olgudur Biyokütle+O 2 CO 2 +H 2 O (yanma) CO 2 +H 2 O Biyokütle+O 2 (fotosentez)

4 Yangın üçgeni Isı Oksijen Isı kaynağı Yıldırım, kamp ateşi, sigara izmariti, güneş ışını Oksijen miktarı Jeolojik dönemler boyunca oksijenyangın miktarı arasındaki sıkı ilişki Yanıcı madde (yakıt) Yanıcı madde miktarı Yangının başlaması ve devam etmesi için sınırlayıcı bir etmen

5 Nenehatun Tarihi Milli Parkı, Erzurum (2011)

6 Tutuşma Tutuşma kaynakları: Yıldırımlar, insanın ihmali ya da kastı Isı Oksijen Her yıldırım/ateş yangına neden olmaz Yanıcı maddelerin tutuşma potansiyeli Yanıcı maddenin kaynağı, niceliği, nemi Mevcut meteorolojik koşullar Yanıcı madde (yakıt) Yangının olabilmesi için gerekli koşullar: Yeterli miktarda, kuru ve iyi havalanan yanıcı maddenin bulunması Uygun hava koşullarının bulunması (kuru havalar, kuru yıldırım fırtınaları) Bu etmenlerin birçoğunun bir arada bulunması

7 Yanıcı maddeler (yakıt) Ölü bitkilerin gövdeleri Döküntü tabakasındaki organik maddeler Ekosistemdeki canlı biyokütle Marmaris, Nisan

8 Yanıcı maddeler (yakıt) Kaba taneli / ince taneli yanıcı maddeler Yaprak döken ağaçların geniş yüzeyli yaprakları Çam ibreleri İnce taneli yanıcı maddeler iç kısımlarına oksijeni daha iyi geçirebildikleri için tutuşma potansiyelleri daha yüksektir

9 Toprak yangını Örtü (yüzey) yangını Tepe (taç) yangını Yangın tipleri

10 Yangın tipleri: toprak yangını Toprak yüzeyindeki döküntü ve humus tabakasının dumansız ve yavaş bir şekilde yanmasıdır. Toprak organik tabakasının tamamen kurumasına yol açan uzun kuraklık dönemlerinde görülür.

11 Yangın tipleri: örtü yangını Döküntü tabakasının üst kesimlerinin ve yer seviyesinde bulunan bitkilerin ve ölü dalların yanması ile gerçekleşir. Kızılçam ormanı (OGM)

12 Yangın tipleri: tepe yangını Bir örtü yangınının ağaçların ya da çalıların alt dallarını tutuşturması ile başlar ve bir ağaçtan diğerine sıçrayarak yayılır. Köprülü Kanyon MP, Antalya (2008)

13 Ekosistem yangını Isı Oksijen Ekosistem yangını Yanıcı madde (yakıt) Ekosistem yangınını ortaya çıkaran etmenlerin yapısı, dünya üzerinde farklı yerlerde farklılık gösterir. Bu nedenle yangınların tipi, sıklığı, şiddeti, hasarı, büyüklüğü ve mevsimi gibi özellikleri bölgesel farklılıklar gösterir. Dolayısıyla her bölge kendi yangın rejimine sahiptir

14 Yangın rejimi Yangın tipi: Örtü yangını tepe yangını Farklı tipte yanıcı maddelerin yakıt olarak tüketilmesi ile ilgili olarak örtü yangını ya da tepe yangını ortaya çıkabilir Yangın sıklığı: Belli bir alanda belli bir zamanda yangının ortaya çıkma sıklığıdır Akdeniz makiliklerinde -> 20 yıl, Boreal ormanlarda -> 200 yıl Yangın şiddeti: Yangın sırasında ne kadar enerji ortaya çıktığına ilişkin bir ölçüttür Yangın hasarı: Yangının ekosisteme etkisinin bir ölçütüdür Bir tepe yangını etkilediği yerlerin bazılarında yüksek hasar, bazı yerlerde ise düşük hasar meydana getirebilir Yangın büyüklüğü: Bir yangının ne kadar alanı yaktığına ilişkin bir ölçüttür Yangına eğilimli bir ekosistemde, yangın büyüklüğü rejenerasyonu etkilemezken, sık yangınların meydana gelmediği ekosistemlerde büyük yangınlar ekosisteme daha zararlı olabilir Yangın mevsimi: Yangının ortaya çıkma mevsimidir Kurak mevsimin ve tutuşma kaynaklarının (yıldırımlar, insan etkisi) varlığının yılın hangi dönemine denk geldiği ile ilgilidir

15 Yangın önleme Yangın güvenliği Yangın davranışı Yangın iklimi Yangın ekolojisi Yangın bilimleri

16 Yangın ekolojisi Yangın ekolojisi, ekosistemdeki yangınları doğal bir süreç olarak ele alan ve yangınların ekolojik etkilerini inceleyen bir bilim dalıdır Yangın önleme, yangın söndürme, yangın davranışı gibi araştırma alanları, daha çok yangının ekosistemdeki yayılışı ve bunun durdurulması ile ilgilenir Yangın ekolojisi ise yangının ekosistemdeki rolünü; - canlıların evrimsel tarihi - yerel ve bölgesel yangın rejimleri - canlıların yangına uyarlanmaları - yangın sonrası rejenerasyon dinamiklerini kullanarak açıklamaya çalışır

17 Yangın ekolojisi Yangın ekolojisi konusunda yapılmış olan çalışmalar, yangının ekosistem dinamiklerini etkileyen bir ekolojik etmen olduğunu göstermektedir Bununla birlikte, günümüzde ortaya çıkan yangınların büyük çoğunluğu insan kaynaklıdır ve bu ekosistemleri tehdit eder boyuta gelmiştir Ayrıca, günümüzde gerçekleşen ve gelecekteki küresel değişiklikler (iklim değişikliği, arazi kullanım değişiklikleri, sosyo-ekonomik değişiklikler) yangın rejimlerini etkileyecektir Bu durum, yangın ekolojisi biliminin önemini artırmakta ve doğal ekosistemlerin yangınla olan ilişkisini ortaya koymamızın önemini artırmaktadır

18 Yangın ekolojisi Bununla birlikte, yangının ekosistemlerdeki rolü konusundaki yığınlarca kanıta rağmen, yangının ekolojik rolü ve ekosistemleri şekillendirici etkisi sıklıkla gözardı edilmektedir - Bilim insanlarının önyargılardan kurtulamaması - Ekoloji kitaplarında uzun dönem yangın ekolojisinden bahsedilmemesi - Küresel vejetasyon modellerinde yangının dikkate alınmaması - Kitlesel basın tarafından yangının bir felaket olarak tek yönlü tanıtımı Yangın, bir felaket midir, yoksa ekolojik bir süreç midir? Yangın ekosistemlerden uzak tutulması gereken yıkıcı bir etmen midir?

19 Yangın ekolojisi Yangın ekolojisi konusundaki bilgi birikimi sayesinde, bugün yangını ekosistemlerden uzak mı tutmalıyız? sorusunu HAYIR olarak cevaplayabiliyoruz ve yangını ekolojik bir süreç ve ekosistemlerin ayrılmaz bir parçası olarak görüyoruz

20 Yangın: bir ekosistem süreci Neden yangını ekolojik bir etmen ya da bir ekosistem süreci olarak nitelendiriyoruz? Yaygın Küresel bir olgu Eski Karasal ekosistemler ortaya çıktığından beri var Bitki evrimi Bitkilerin evrimini şekillendiren bir etmen Yangın adaptasyonları Popülasyonların yangın sonrası hayatta kalmalarını sağlayan bitki karakterleri var Ekosistemlerin yangın sonrası yenilenmesi Ekosistemler yangın sonrasına rejenere olabilmekte

21 Yangın yaygın bir olgudur Yangına eğilimli ekosistemler Yangın oluşumuna izin verecek miktarda yanıcı madde birikimi olan ekosistemler - Boreal ormanlar (taiga) - Ilıman yaprakdöken ormanlar - Akdeniz çalılıkları - Ilıman çayırlar, bozkırlar

22 Yangın yaygın bir olgudur Yangına eğilimli ekosistemler - Savanlar ve tropik çayırlar - Mevsimsel tropik ormanlar

23 Yangın yaygın bir olgudur Yangına eğilimli olmayan ekosistemler Yangın oluşumuna izin verecek miktarda yanıcı madde birikimi olmayan ya da yıl boyunca hiç kurak dönemi olmayan ekosistemler - Kurak dönemi olmayan ekosistemler Tropik ve ılıman yağmur ormanları - Çok düşük prodüktiviteye sahip alanlar Çok kurak çöller Çok soğuk alanlar - yüksek dağ ekosistemleri - kutup bölgeleri - tundra ekosistemleri

24 Yangın yaygın bir olgudur Bowman et al. (2009) Science

25 Doğal tutuşma kaynağı yaygındır Kilometrekareye düşen yıllık ortalama yıldırım sayısı (NASA uydularının yılları arasındaki verilerine dayanarak)

26 Yangın yaygın bir olgudur Yangının olmadığı bir dünya? Bond et al New Phytologist

27 Yangın eski bir olgudur İlk odun kömürü kayıtları Silüryen döneminden (420 milyon yıl önce) Yangın karasal vejetasyon kadar eski 200 μm 1000 μm Glasspool et al. 2006

28 Yangın eski bir olgudur Küresel atmosferik oksijen seviyesi Küresel odunkömürü değerleri İnsan nüfusu Pausas & Keeley 2009 Bioscience

29 Yangın, evrime yol açan seçici bir etmendir New Phytologist (2010) Keeley&Rundel

30 Yangın, evrime yol açan seçici bir etmendir New Phytologist (2011) Proc. R. Soc. B (2011)

31 Yangın uyarlanmaları Yangına eğilimli ekosistemlerdeki birçok bitki türü yangına uyarlanmış karakterlere sahiptir Sürgün verme Yangınla uyarılan çiçeklenme Yangınla uyarılan çimlenme Tohum dağılımının geciktirilmesi (Serotiny) Kalın kabuk Kendiliğinden budanma Yanıcılık

32 Sürgün verme Yangın uyarlanmaları Foto: Dr. Mustafa Avcı Antalya (yangından birkaç ay sonra) Foto: Foto: Marmaris (yangından iki yıl sonra)

33 Yangın uyarlanmaları Yangınla uyarılan çiçeklenme Watsonia schlechteri Nuytsia floribunda (Loranthaceae) Lamont & Downes (2011) Plant Ecology

34 Yangın uyarlanmaları Yangınla uyarılan çimlenme Toprak tohum bankası Tohum dormansisinin kırılması yangın sıcaklıklarıyla fiziksel dormansi (geçirgen olmayan tohum kabuğu) dumanda bulunan kimyasallarla fizyolojik dormansi (geçirgen tohum kabuğu) Çatav et al. (2012) Marmaris (yangından iki yıl sonra)

35 Yangın uyarlanmaları Tohum dağılımının geciktirilmesi (serotiny) Pinus brutia Banksia Yangından 1 yıl sonra Pinus brutia fideleri Marmaris

36 Kalın kabuk Yangın uyarlanmaları Pinus nigra Kendiliğinden budanma Sequoia Pinus sylvestris Pinus nigra

37 Yangın uyarlanmaları Yanıcılık Pausas et al. (2011) New Phytologist

38 Ekosistemlerin yangın sonrası yenilenmesi Yangın sonrası 2 yıl sonra 6 yıl sonra 45 yıl sonra 15 yıl sonra