TÜCAUM Uluslararası Coğrafya Sempozyumu International Geography Symposium 13-14 Ekim 2016 /13-14 October 2016, Ankara İnebolu Havzası Topraklarının Erozyon Duyarlılıklarını Belirlenmesinde Agregat ve Strüktür Stabilite Durumları, Arazi Örtüsü İle Olan İlişkileri Determination of soil erodobility based on aggregate and structure stabilities in İnebolu catchment and their relationship with land cover Selim Eraslan 1*, Ali İmamoğlu 1, Adem Coşkun 2, Fikret Saygın 2, Orhan Dengiz 2 1 Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Coğrafya Bölümü, Samsun 2 Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Bölümü, Samsun Öz:Sürdürülebilir arazi kullanımının sağlanabilmesi için erozyon probleminin araştırılması önemli bir konudur. Toprak erozyonunun araştırılmasında doğrudan ve dolaylı olarak çeşitli yöntem ve teknikler kullanılmakta ve farklı parametreler incelenmektedir. Araştırma İnebolu Havzası'nın sınırları içerisinde gerçekleştirilmiştir. Havza, Karadeniz Bölgesi nin Batı Karadeniz Bölümünde, Kastamonu ili sınırları içerisinde yer alıp, yaklaşık 114 km2 alana sahip ve 6 mikro havzadan oluşmaktadır. Havzanın deniz seviyesinden olan yüksekliği 0 m ile 1360 m arasında değişmektedir. İnebolu havzasının ortalama eğimi % 19.29 olup, çok eğimli sınıfına girmektedir. Bu çalışmada toprakların erozyona duyarlılıklarının belirlenmesinde agregat ve strüktür stabilite oranlarının kullanılarak, arazinin toprak derinliği ve arazi kullanımı/arazi örtüsü ile ilişkileri incelenmiştir. Havzada farklı arazi örtüsü/arazi kullanımları göz önünde bulundurularak random sistemde toprak örneklemesi yapılmıştır. Belirlenen noktalarından üç farklı derinlikte (0-10, 10-20, 20-30 cm) toplam 690 adet toprak örnekleri alınmıştır. Verilerin istatistiksel analizleri SPSS 20.0v yazılımı, parametrelerin jeoistatistik alansal dağılım haritalarının elde edilmesinde ise ArcGIS 9.3v yazılımından yararlanılmıştır. Arazi kapalılık durumlarının belirlenmesinde ise 2013 yılına ait 30x30 m piksel çözünürlükte Landsat- 2013 uydu görüntüleri kullanılmıştır. Uydu görüntüsü analiz sonucuna göre, Havza içerisinde karışık vejetasyonla kaplı alanlar en fazla dağılım alanına (%33.01) sahip iken bunu geniş yapraklı orman alanları (%27.37), çıplak alanlar (%14.94), karışık ormanlar (%14.01) ve iğne yapraklı ormanlar takip etmektedir. Her bir toprağa ait agregat ve strüktür stabilite değerleri belirlemesi sonrasında jeoistatistik yöntem kullanılarak dağılım haritaları üretilmiştir. Araştırma sonucuna göre, toprakların suya dayanıklı agregat ve strüktür değerleri ve havzanın yüksek kesimlerde düşük değerler gösterirken, eğimin düşük ve yükseltinin az olduğu yerlerde daha yüksek olduğu görülmüştür. Ayrıca organik madde içeriğinin ve kil miktarının yüksek olduğu alanlarda agregat stabilitesinin de yüksek olduğu belirlenmiştir. Buna karşın, toprakların strüktür stabilite değeri ise toprak derinliğe bağlı bir değişim göstermemiştir. Anahtar Kelimeler : Agregat oranı, Erodobilite, İnebolu Havzası, Jeoistatistik, Strüktür stabilitesi Abstract: In order to provide sustainable land use it is vital issues to investigate about soil erosion problem. For that reason, there have been used direct and indirect methods and techniques and searching for different parameters about erosion investigations. This research was carried out in İnebolu Catchment. This catchment located at Kastamonu province in west part of Black Sea region covers about 114 km2 and includes 6 micro catchments. Elevation of the study area locates between 0 m and 1360 m from sea level. Mean slope of the study area is 19.29 % and watershed generally shows hilly and mountainous physiographic features. In this study, it was investigated soil erodobility case based on aggregate and structure stability indices and determined its relationships between soil depth and land use/land cover. Soil samples were collected by taking in to consideration of and land use/land cover according to random system. Total 690 soils were taken from three different depths (0-10, 10-20, 20-30 cm). SPSS 20.0v and ArcGIS 9.3v programs were used for descriptive statistical analysis and geostatistic models used for produce distribution maps of parameters. In addition, to determine land cover density Landsat-2013 satellite image include 30x30 m resolution was used. After image analysis, sparsely vegetated area is the highest land cover in the study area and has about 33.01 % of the total area, followed by broadleaved forest area (27.37%), bare land (14.94%), mixed forest area (14.01%) and needleleaved forest area (10.66%). After determination of aggregate and structure stability for each soil, their spatial distribution maps were produces using geostatistic method. According to results, values of aggregate and structure were determined in low level in steep slope degree and high land areas of Catchment when compared with land located * İletişim Yazarı: Selim Eraslan, selimeraslan@yandex.com 794
on low slope degree. Moreover, some areas in where clay and organic matter content are high level have high aggregate stability values. On the other hand, it was determined that structure stability has not changed with soil depth. Key Words: Aggregates rate, İnebolu catchment, Soil erodibility, Geostatistic, Structural stability 1. Giriş Tarım, orman ve mera alanlarından dağılım gösteren toprakların üretkenliklerinde sürdürülebilir kullanımlarının sağlanabilmesi ancak, toprakların karakteristikleri belirlenerek, bozulmasına sebep olabilecek faktörlerin detaylı olarak incelenmelerine bağlıdır. Bu sebeplerin önde gelenlerin biriside erozyondur. Ülkemizdeki erozyon tehlikesinin boyutunun fazla olduğu ve uygulamaya yönelik her türlü bilimsel ve uzmansal koruma önlemleri alınmazsa, tehlike boyutlarının giderek artacağı ve özellikle toprak, topografya, su ve bitki örtüsü açısından geridönüşümsüz evrelere gelinebileceği açık bir şekilde bilinmektedir (Erpul ve Deviren Saygın, 2012). Bir toprağın agregat stabilitesi toprak parçacıklarının nasıl kolay bir şekilde ayrılabileceğini belirlemektedir. Taşınma yeteneği ise bu gevşemiş, yerinden ayrılmış toprak parçacıklarının nasıl kolay bir şekilde yıkanıp uzaklaşabileceğini belirler (Özsoy, 2007). Toprakların erozyona karşı dirençleri, arazi örtüsü ve arazi kullanımı yanı sıra toprakların topografik özellikleri ve fiziksel, kimyasal ve biyoloji özellikleriyle yakından ilişkisi vardır (Lal, 1988; Özdemir, 1991, Dengiz, 2007). İyi bir agregatlaşma, toprakta verimin artmasına yardımcı olduğu gibi, toprağın erozyona karşı direncini de artırmaktadır. Bryan, (1976) strüktürel oluşuma farklılığa neden olan faktörlerin, toprakların erozyona uğrama eğilimlerini önemli ölçüde etkilediği saptanmıştır. Toprakların agregat büyüklük dağılımları ve stabilite ölçümleri toprakların bir kalite göstergesi olarak kabul edilmektedir. Ayrıca agregat stabilitesi ölçümleri toprak agregatlarının bozulmayı oluşturan çevresel etmenlere karşı direncinin belirlenmesinde önemli bir parametre olarak kullanılmaktadır. Agregat stabilitesi değeri erozyona eğilimini belirten önemli bir faktördür. Agregat stabilitesi değerinin artması ile erozyona karşı dayanıklılık artmaktadır (Yakupoğlu ve ark, 2016). Toprakların aşınma duyarlılıklarının incelenmesinde araştırmacılar tarafından birçok duyarlılık indeksi geliştirilmiş ve kullanılmıştır (Middleton, 1930; Wallis ve Stewan, 1961; Balcı ve Özyuvacı, 1974; Sönmez, 1982; Karagöktaş ve Yakupoğlu, 2014; Kanar ve Dengiz, 2015). Bunlardan bir diğeri de toprakların strüktür stabilite indeksidir. Strüktürel bakımdan sağlam yapılı topraklarda suyun dağıtıcı (dipers) edici etkisine karşı agregatların stabiliteleri de yüksek olacağından bu topraklarda erozyona karşı duyarlılık derecesi de düşüktür (Karaman ve ark., 2007). Strüktürel bakımdan gelişmiş bir toprakta havalanma ve su tutma kapasitesi artmakta, bitki besin elementlerinin alımı kolaylaşmakta ve erozyona karşı dayanıklılık artmaktadır. Bu nedenle toprakların strüktürünü iyileştirmek, hem bitki yetiştiriciliği ve hem de toprak yönetimi açısından oldukça önemlidir (Turgut ve Aksakal, 2010). Yapılan bu çalışma ile İnebolu Havzasına da üç farklı derinlikten alınan toprak örneklerinin erozyona karşı duyarlılıklarının durumlarına yönelik agregat stabilitesi ve strüktür indeksleri belirlenerek, havzanın arazi kullanımı ve arazi örtüsü arasındaki ilişki ortaya konmaya çalışılmıştır. 2. Materyal ve yöntem 2.1. Materyal 2.2. Araştırma sahasının yeri ve sınırları İnebolu Havzası Karadeniz Bölgesi nin Batı Karadeniz Bölümünde, Kastamonu ili sınırları içerisinde yer alır (Şekil 1). Havzanın alanı yaklaşık 114 km 2 dir. Araştırma sahasının ortalama yüksekliği 621 m, en yüksek noktası 1360 m yükseltiye sahiptir. 795
Şekil 1. Araştırma sahası lokasyon ve yükselti haritası. Bu çalışmada İnebolu Meteoroloji İstasyonu uzun yıllara ait (1960-2012) ölçüm değerlerinden yararlanılmıştır. Çizelge 1 incelendiğinde, Kastamonu-İnebolu ilçesinin yıllık ortalama sıcaklığı 13,2 ºC, en soğuk ay 5,6 ºC değeri ile Şubat, en sıcak ay 21,9 ºC ile Temmuz ayıdır. Yıllık yağış miktarının ise 1022,2 mm olduğu en çok yağışın ise 142,8 mm ile Aralık ayında düştüğü görülmüştür. Çizelge 1. İnebolu meteoroloji istasyonu ortalama sıcaklık ve yağış değerleri. AYLAR O Ş M N Ma H T A E Ek K Ar YILLIK Sıcaklık ( 0 C) 5,8 5,6 7.0 10,5 14,8 19,3 21,9 21,8 18,2 14,6 11 8,1 13,2 Yağış (mm) 110,9 87,2 77,1 49,1 52,3 48,2 45,9 60,1 89,1 133,4 126,1 142,8 1022,2 Kaynak: Meteoroloji Genel Müdürlüğü. 2.3. Yöntem 2.3.1. Erozyon oranı belirlenmesinde kullanılan indisler Suya Dayanıklı Agregat Stabilitesi (SAD): Yoder tipi eleme setinde ıslak eleme yöntemine göre belirlenmiştir (Kemper ve Rosenau, 1986). Strüktür Stabilite Indeksi (SSI): Atalay a (2006) göre, toprak tekstürü, toprakta bulunan parçacıkların boyutunu verir; strüktür ise toprak parçacıklarının bir araya gelerek oluşturduğu 796
sıralanma ve bunların duruş biçimini belirler. Bu bağlamda strüktür (yapı), kum, silt ve kilden ibaret toprak parçacıklarının birleşme (agregasyon) özelliklerini veya bunların küme, demet halini alma biçimlerini içerir. Strüktür değeri, hidrometre ölçümlerine dayanılarak ve aşağıdaki eşitlik kullanılarak bulunmuştur (Leo, 1963). S = n - b S= dayanıklılık ölçütü n = Mekanik analizle elde edilen silt ve kil fraksiyonları toplamı b = Agregatlardan süspansiyona dispers olan silt ve kil fraksiyonları toplamı. 2.3.2. Tanımsal ve jeoistatistiksel yöntemler Suya dayanıklı agregat stabilitesi, strüktür stabilite indeksi, arazi örtüsü ve toprak derinliği arasındaki intereksiyonun belirlenmesi amacıyla Kolmogorov-Smirnov istatistik analizi, toprakların bazı fiziko-kimyasal özelliklerinin tanımsal istatistikleri ve her noktanın SDA ve SSI değerlerine ait dağılım haritaların elde edilmesinde jeoistatistik analizleri yapılmıştır. İnteraksiyon analizinde veriler tesadüf parsellerinde faktöriyel deneme desenine göre analiz edilmiştir. Varyans analizinin uygunluğunu test etmek için Kolmogorov-Smirnov tek örnek testi yapılmıştır. Havza topraklarının erozyona duyarlılık indekslerin dağılım haritalarının belirlenmesi için araştırma sahasında toplam 230 ayrı noktadan örnek alınmıştır. Üç ayrı derinlikte (0-10 cm, 10-20 cm, 20-30 cm) alınan toplam örnek sayısı 690 adettir (Şekil 2). Her noktaya ait erodobilite ve dispersiyon oran değerleri jeoistatistik modeller kullanılarak alansal dağılımı haritaları oluşturulmuştur. Şekil 2. Araştırma sahasından alınan yüzey örnek noktaları. Verilerin analizinde SPSS 20.0 yazılımı, jeoistatistik alansal dağılım haritalarının elde edilmesinde ise ArcGIS 9.3v yazılımından yararlanılmıştır. 797
3. Bulgular ve tartışma 3.1. Havzanın topoğrafik özellikleri Orman ve bitki örtüsü yükselti ile doğrudan ilişkilidir. Yükseltiye bağlı yağış artmaktadır. Yağışa bağlı bitki örtüsü gürleşmektedir. İnebolu Havzasında da yüksekliğin arttığı kısımlarda ormanların yoğun alan kapladığı görülmektedir. İnebolu havzasının ortalama yüksekliği 621 m, en yüksek noktası 1360 metredir (Şekil 1). Araştırma sahası eğim haritasına göre havzanın büyük bir çoğunluğunun dik ve çok dik değerler gösterdiği görülmektedir. Vadi tabanları ise eğim değerlerinin düz ve hafif dalgalı (%1.4) ve de orta (%11.2) derecede eğimli olduğu alanlardır (Çizelge 4). Eğim değerlerinin yüksek olduğu yerler genellikle akarsu vadi yamaçlarıdır. Sahanın güneybatı ve kuzeydoğusunda eğim değerlerinin daha yüksek olduğu görülmektedir (Şekil 3). Şekil 3. Araştırma sahası eğim haritası. Çizelge 4. Araştırma sahası eğim sınıfları (ha,%). Tanım Sınıf Alan (ha) Yüzde (%) Düz ve hafif dalgalı 0-3 156,0 1,4 Orta 3-12 1271,0 11,2 Dik 12-20 4318,2 37,9 Çok dik 20-35 4846,8 42,5 Aşırı 35+ 807,0 7,1 Toplam 11399,0 100 798
İnebolu havzasında genel olarak doğu ve batı yönlü yamaçların ağırlık gösterdiği görülmüştür (Çizelge 5). Bunun önemli sebeplerinden birisi akarsuların uzanış yönüdür. Ayrıca bakı haritası sahanın akarsular tarafından bolca yarıldığını da göstermektedir (Şekil 4). Şekil 4. İnebolu havzası bakı haritası. Çizelge 5. İnebolu Havzası bakı grupları ve alansal dağılımları (ha,%). Tanım Alan (ha) Yüzde (%) Düz alanlar 0,19 16,69 Kuzey 16,97 14,89 Doğu 28,82 25,28 Güney 18,32 16,07 Batı 30,86 27,07 Toplam 11400 100 3.2. Havzanın arazi örtü yoğunluğu Havza arazi örtü yoğunluğunun belirlenmesine yönelik bu çalışma da görüntü zenginleştirme algoritmalarından olan bitki örtüsü indekslerinden en yaygın kullanıma sahip Normalize Edilmiş Fark Bitki Örtüsü İndeksi (NDVI) kullanılmıştır. Bitki örtüsü indeksi, bitki örtüsünün yakın kızılötesi ve görünür kırmızı bantlarda oldukça farklı yansıtımına dayanmaktadır. Normalize Edilmiş Fark Bitki Örtüsü İndeksi nin algoritması yakın kızılötesi band ile kırmızı bandın farkının toplamına oranıdır. Üretilen NDVI görüntü üzerinden kontrollü sınıflandırma algoritması için kontrol alanları seçimi yapılarak yoğun oranda vejetasyon alanlarının belirlenmesi amaçlı kullanılmıştır. Havzanın bitki yoğunluğu açık alan, az yoğun orman ve yoğun orman 799
şeklinde üç sınıf olarak belirlenmiş ve bu sınıfların havza içerisinde dağılımlarına ait alansal ve oransal dağılımları Çizelge 6 ve Şekil 5 da verilmiştir. Şekil 5. Havzanın arazi örtü yoğunluk haritası. Çizelge 6 dan da görüleceği üzere havzanın yaklaşık yarısı yoğun bitki örtüsü ile kaplı iken yalnızca %15,7 lik kısmını açık alanlar oluşturmaktadır. Ayrıca yaklaşık 35449 da alan ise orta yoğun bitki örtüsü ile kaplı olarak sınıflandırılmıştır. Çizelge 6. Havza arazi örtü yoğunluğunun alansal ve oransal dağılımı. Kapalılık Sınıf Alan (ha) Yüzde (%) Bitki Örtüsü: <% 50 1: Açık alan 1713.6 15.0 Bitki Örtüsü: % 50-75 2: Orta yoğun 3464.1 30.4 Bitki Örtüsü: > % 75 3: Yoğun 6221.3 54.6 Toplam 11399.0 100.0 3.3. İstatistiksel ve jeoistatistiksel değerlendirme Araştırma sahasından alınan toprak örneklerinde toprakların bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri incelenmiştir. Bu özelliklerin tanımlayıcı istatistiksel hesaplamaları yapılmıştır. Toprak fiziko kimyasal özelliklerine ait tanımlayıcı istatistikler Çizelge 7 de verilmiştir. Yüzey toprağında (0-10 cm) organik madde ortalama % 4.78 iken, bu oran derinlik artışı ile azaldığı görülmektedir. Organik maddedeki azalış hacim ağırlığını da bir miktar etkileyerek 0-10 cm den 20-30 cm doğru artmasına neden olabilmektedir. Kil değerleri ise yüzeyden derine doğru artış göstermekte olup % 800
26.8 ile %31.19 arasında değişmektedir. En yüksek değişkenlik katsayısı hidrolik iletkenlik parametresinde belirlenmiş olup 97.49 dur. Toprakların suya dayanaklı agregat değerleri derinlikle azalma göstermekte olup yüzey toprağında ortalama 54.27 iken 10-20 cm de 49.02 ve 20-30cm derinlikte ise 44.37 dir. Buna karşın strüktür stabilite indeks değerleri tüm derinliklerde hemen hemen aynı değerde bulunmuştur. Çizelge 7. Araştırma sahası toprak analiz sonuçlarının tanımlayıcı istatistikleri. Tanımlayıcı istatistik OM % Bünye % Kil Silt Kum H.A g/cm3 H.İ cm/h S.D.A S.S.İ Derinlik: 0-10 cm Ortalama 4,78 26,82 26,66 46,51 1,32 1,99 54,27 46,68 Standart Sapma 2,12 9,27 6,86 12,26 0,11 1,94 28,96 14,65 *Değişkenlik Katsayısı 44,33 34,56 25,74 26,36 8,99 97,49 53,37 31,39 Varyans (Örnek) 4,50 94,61 47,07 150,30 0,02 3,762 838,91 214,77 En Düşük Değer 0,22 1,84 5,61 17,24 1,02 0,04 0,59 6,50 En Yüksek Değer 11,0 55,46 43,09 91,93 1,62 16,32 98,42 98,54 **Çarpıklık 0,36 0,34-0,37 0,31-0,11 2,72-0,60 0,52 Basıklık -0,12-0,13 0,34 0,15-0,17 13-0,86 0,65 n (Örnek sayısı) 230 230 230 230 230 230 230 230 Derinlik: 10-20 cm Ortalama 2,95 28,91 26,37 44,706 1,412 2,95 49,02 46,48 Standart Sapma 1,417 9,825 7,035 12,513 0,089 1,417 31,02 14,05 *Değişkenlik Katsayısı 48,03 33,98 26,67 27,99 6,30 48,03 63,29 30,24 Varyans (Örnek) 2,006 96,92 49,49 156,57 0,008 2,01 962,66 197,65 En Düşük Değer 0,19 3,98 1,85 18,27 1,08 0,19 0,66 10,46 En Yüksek Değer 7,45 52,87 50,58 89,14 1,62 7,45 92,95 83,3 **Çarpıklık 0,59 0,21 0,02 0,5-0,27 0,59 0,70-0,05 Basıklık 0,18-0,42 1,15 0,26 0,25 0,18 4,43 0,13 n (Örnek sayısı) 230 230 230 230 230 230 230 230 Derinlik: 20-30 cm Ortalama 2,074 31,19 26,36 42,43 1,44 0,788 44,373 46,09 Standart Sapma 1,172 9,594 6,86 11,78 0,08 0,684 28,093 13,91 *Değişkenlik Katsayısı 56,51 30,75 26,03 27,77 5,67 86,80 63,31 30,18 Varyans (Örnek) 1,372 92,04 47,11 138,82 0,007 0,468 789,22 190,19 En Düşük Değer 0,06 9,23 1,94 18,07 1,20 0,01 0,35 8,43 En Yüksek Değer 6,97 55,57 49,41 88,84 1,62 3,69 95,33 80,33 **Çarpıklık 0,91 0,29-0,04 0,64-0,03 1,57-0,10-0,06 Basıklık 1,13-0,35 1,01 0,75-0,54 2,64-1,23-0,09 n (Örnek sayısı) 230 230 230 230 230 230 230 229 * Değişkenlik katsayısı, ** Çarpıklık, OM: organik madde, HA: Hacim ağırlığı, Hİ: Hidrolik iletkenlik, SDA: Suya dayanaklı agregat, SS: Strüktür stabilitesi indeksi Varyans analizinin uygunluğunu test etmek için Kolmogorov-Smirnov tek örnek testine göre dağılışın normal sayılabileceği (P>0.05) ve Levene testi sonuçlarına göre varyansların homojen olduğu (P>0.05) belirlenmiştir. %SDA için interaksiyon önemli bulunmuş olup diğer özellik için interaksiyon önemsiz bulunmuştur, bu nedenle %SDA için ana etkiler de incelenmiştir (Çizelge 8). Çizelge 8. Derinlik, arazi örtüsü, % SDA ve strüktür stabilitesi indeksi arasındaki Kolmogorov-Smirnov testi. Derinlik Arazi Örtü Kapalılığı SDA SSI cm % 0-10 Açık alan 55,59 ± 3,88a 47,03 ± 1,93 Orta yoğun 52,64 ± 3,05ab 44,71 ± 1,41 Yoğun 55,15 ± 3,18a 48,54 ± 1,74 10-20 Açık alan 48,93 ± 4,03ab 47,36 ± 1,98 Orta yoğun 49,31 ± 3,57ab 45,07 ± 1,32 Yoğun 48,77 ± 3,12ab 47,45 ± 1,65 20-30 Açık alan 47,60 ± 4,19ab 45,25 ± 2,14 Orta yoğun 44,05 ± 2,93b 43,94 ± 1,30 Yoğun 42,67 ± 2,88b 48,38 ± 1,57 Önem 0.047 0.303 801
Her bir noktaya ait üç derinliğin % SDA ve SSI oranlarına ait alansal dağılımların en iyi şekilde temsil edilebilmesi amacıyla 14 ayrı enterpolasyon modeli uygulanmış olup, bu modellerinden hata kareler ortalaması (RMSE) en düşük olan değerler seçilmiştir (Çizelge 9). Çizelge 9. Jeoistatistiksel modeller ve uygun RMSE değerleri. % SDA SSI Jeoistatistiksel Yöntemler 0-10 10-20 20-30 0-10 10-20 20-30 Inverse Distance Weighting Radial Basis Functions Kriging IDW RBF Ordinary Kriging Simple Kriging Universal Kriging 1 24,75 27,01 24,29 14,1 14,16 14,09 2 24,34 27,7 24,35 14,16 14,75 14,55 3 24,95 29,1 25,14 14,59 15,57 15,33 Completely Regularized Spline 23,9 26,69 23,96 14,03 14,17 14,13 Thin Plate Spline 13870 170,8 3005 1782 3102 1024 Spherical 27,01 28,38 26,16 14,47 14,23 14,18 Exponential 26,98 28,37 26,15 14,2 15,79 14 Gaussian 27,02 28,38 26,17 14,49 14,24 14,19 Spherical 24,23 26,48 23,45 14,1 13,9 14,01 Exponential 24,05 26,36 23,2 13,98 13,92 14,03 Gaussian 24,48 26,58 23,35 14,17 13,89 14,05 Spherical 27,01 28,38 26,16 14,47 14,23 14,18 Exponential 26,98 28,37 26,15 14,2 15,79 14 Gaussian 27,02 28,38 26,17 14,49 14,24 14,19 Toprağın erozyona duyarlılığını tahmin etmek için agregat stabilitesinin kullanılması çeşitli araştırmacılarca önerilmiştir (Miller ve Baharrudin, 1987; Bajracharya ve ark., 1992; Barthes ve Roose, 2002; Le Bissonnais ve ark., 2007). Hem makro hem de mikro düzeydeki toprak agregasyonu A.B.D. deki bazı topraklarda erozyona duyarlılığı tahmin etmek için kullanılmıştır (Wischmeier ve Mannering, 1969). İnebolu Havzası topraklarının agregat stabilitesi indeksi % 0,35 ile % 98,42 arasında değişen değerler göstermektedir. Ortalama değerlere bakıldığında yüzeyde (0-10 cm) % 54.27 değeri gösterirken, derinliğe bağlı agragat stabilitesi ortalamasının düştüğü görülmektedir. Agragat stabilitesi yüzey dağılışına göre araştırma sahasının yüksek kesimlerinde agregat stabilitesi düşük değerler gösterirken eğimin düşük, yükseltinin az olduğu yerlerde daha yüksek olduğu görülmektedir (Şekil 6). Canpolat ve Demiralay (1995), toprağa organik materyal ilave edilmesinin toprağın agregat stabilitesi üzerine etkisini belirlemek amacı ile yaptığı çalışmada, toprağa ilave edilen organik madde miktarı arttıkça agregat stabilitesinde önemli derecede artışlar kaydedildiğini bildirmişlerdir. Ayrıca topraklarda agregat stabilitesinde genellikle kil artışı ile birlikte agregat stabilitesinde de bir artış gözlenmektedir (Yılmaz vd. 2005). İnebolu havzası topraklarında organik madde içeriğinin ve kil miktarının yüksek olduğu alanlarda agregat stabilitesinin yüksek olduğu belirlenmiştir. İnebolu Havzası topraklarının strüktür oranı % 6.5 ile % 98.54 değerleri arasında değişmektedir. Ortalama ise %46 değeri göstermektedir. Ortalama strüktür stabilitesi değerinin derinliğe bağlı değişmediği belirlenmiştir. Havza içerisinde dağılım haritası ise Şekil 6 da verilmiştir. Organik maddenin toprakta strüktür stabilitesini düzenlediği ve aşınabilirliği düşürdüğü ve stabil agregat oluşumuna katkı sağladığı ortaya konmuştur. (Özdemir, 1993; Kağanoğlu ve ark., 1994; Turgut ve Aksakal, 2010). 802
Şekil 6. Farklı derinliklere (0-10,10-20,20-30 cm) ait SAD ve SSI dağılım haritaları. 4.Sonuçlar Araştırma sahasında 230 ayrı noktadan üç ayrı derinlikte (0-10 cm, 10-20 cm, 20-30 cm) toplam 690 adet toprak örneği alınmıştır. Örnekleme işlemi arazi örtüsü ve topografik özellikler dikkate alınarak rastgele yapılmıştır. Örneklerde kil, silt, kum, organik madde, hidrolik iletkenlik, hacim ağırlığı, SDA ve strüktür stabilitesi indeksi analizleri yapılmıştır. Ayrıca havzanın bitki örtüsü/kapalılığı belirlenmiştir. Örnek noktalarının 58 adeti açık alan, 85 adeti az yoğun orman ve 87 tanesi çok yoğun ormandan alınmıştır. İnebolu havzasının erozyon risk durumunun bazı parametreler ile ortaya konulduğu bu çalışma da havzanını erozyon tehlikesinin olduğu görülmüştür. Havza topraklarında toprak strüktürünün düzenlenmesi ve aşınım değerlerinin düşürülmesi gerekmektedir. Bu amaçla toprakta organik madde miktarının düzenlenmesi faydalı bir çalışma olacaktır. Ayrıca araştırma sahası bitki örtüsü tahribatının önüne geçilmelidir. Yangın, tarım alanı, yeni mera açma gibi çeşitli sebeplerle yapılan orman örtüsü tahribatı sonucu kapalılık azalmaktadır. Kapalılık oranı düştükçe toprağın erozyon riski yükselmektedir. Teşekkür Bu Çalışmanın gerçekleştirilmesinde önemli katkı sağlayan Orman Bakanlığı, Çölleşme Ve Erozyonla Mücadele Genel Müdürlüğü, Havza Planlama ve Arazi Islahı Daire Başkanlığına teşekkür ederiz 803
Referanslar Atalay, İ., (2006). Toprak oluşumu, sınıflandırılması ve coğrafyası, 3.Baskı, Meta Basım Matbaacılık Hizmetleri, Bornova, İzmir. Bajracharya, R.M., Elliot, W.J., Lal, R., (1992). Interrill erodibility of some Ohio soils based on field rainfall simulation. Soil Science Society of America Journal, 56: 267-272. Barthes, B., Roose, E., (2002). Aggregate stability as an indicator of soil susceptibility to runoff and erosion; validation at several levels. Catena, 47: 133-149. Dengiz, O. (2007). Assessment of soil productivity and erosion status for the ankara-sogulca catchment using gis. International Journal of Soil Science 2 (1); 15-28. Erkol, İ., N. Demirci, M. Şentürk, F. Ulusu, A. Çoban, (1993). Toprağa karıştırılan organik artıkların toprağın strüktürü ve aşınıma duyarlılığı üzerine etkileri. Atatürk Üniv. Ziraat Fak., Doktora Tezi, Erzurum (Yayınlanmamış). Karaman, M.R., Brohi, A.R., Müftüoğlu, N.M., Öztaş, T., Zengin, M., (2007). Sürdürülebilir toprak verimliliği, s:15, 29. Detay yayıncılık, Ankara. Kemper, W.D., Rosenau, R.C., (1986). Aggregate stability and size distribution. Editor: Klute, A., Methods of Soil Analysis, Part I- Physical and Mineralocigal Methods, 2nd ed., SSSA Book Series No: 5, SSA and ASA, Madison, Wisconsin, pp. 425-442. Le Bissonnais, Y., Bruand, A., Jamagne, M., (2007). Laboratory experimental study of soil crusting: Relations between aggregate breakdown mechanisms and crust structure. Catena, 16: 377-392. Leo, Mic.ah W. M. (1963). A rapid method for ıestimating struetural stabi1ity of soils. SoiI Sei. 96: 342-346. Miller, W.P., Baharrudin, M.K., (1987). Interrill erodibility of highly weathered soils. Communication in Soil Science and Plant Analysis, 18: 933-945. Özdemir, N. (1993). Toprağa karıştırılan organîk artıkların toprağın bazı özellikleri ile strüktürel dayanıklılığı ve erozyona duyarlılığı üzerîne etkileri, Atatürk Üniversitesi, Zir.Fak.Der. 24 (1), 75-90, 1993. Turgut, B. ve Aksakal, E. L. (2010). Fiğ samanı ve ahır gübresi uygulamalarının toprak aşınım parametreleri üzerine etkileri, Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 11 (1):1-10. Wischmeier, W.H., Mannering, J.V., (1969). Relations of soil properties to its erodibility. Soil Science Society of America Proceedings, 33: 131-137. Yakupoğlu, T., Şişman, A.Ö., Gündoğan, R. (2015). Toprakların agregat stabilitesi değerlerinin yapay sinir ağları ile tahminlenmesi. Türkiye Tarımsal Araştırmalar Dergisi, 2:89-9. Yılmaz, E., Alagöz, Z. ve Öktüren, F. (2005). Toprakta agregat oluşumu ve stabilitesi, S.Ü. Ziraat Fakültesi Dergisi 19 (36): (2005) 78-86. 804