DOKTORA TEZĐ. Orm.Yük.Müh. Mustafa AKGÜL Orman Mühendisliği Anabilim Dalı Orman Đnşaatı ve Transportu Programı

ĐSTANBUL ÜNĐVERSĐTESĐ FEN BĐLĐMLERĐ ENSTĐTÜSÜ DOKTORA TEZĐ ÜRETĐM ORMANLARINDA TAMPON ZON BELĐRLEME KRĐTERLERĐ Orm.Yük.Müh. Mustafa AKGÜL Orman Mühendisliği Anabilim Dalı Orman Đnşaatı ve Transportu Programı Danışman Prof.Dr. Mesut HASDEMĐR II. Danışman Prof.Dr. H.Kerem CIĞIZOĞLU Haziran, 2012 ĐSTANBUL

ĐSTANBUL ÜNĐVERSĐTESĐ FEN BĐLĐMLERĐ ENSTĐTÜSÜ DOKTORA TEZĐ ÜRETĐM ORMANLARINDA TAMPON ZON BELĐRLEME KRĐTERLERĐ Orm.Yük.Müh. Mustafa AKGÜL Orman Mühendisliği Anabilim Dalı Orman Đnşaatı ve Transportu Programı Danışman Prof.Dr. Mesut HASDEMĐR II. Danışman Prof.Dr. H.Kerem CIĞIZOĞLU Haziran, 2012 ĐSTANBUL

Bu çalışma Đstanbul Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Yürütücü Sekreterliğinin 3861 numaralı projesi ile desteklenmiştir. ii

ÖNSÖZ Lisansüstü öğrenimim sırasında ve tez çalışmalarım süresince gösterdiği her türlü destek ve yardımdan dolayı, çok değerli hocam Prof.Dr.Mesut HASDEMĐR e en içten dileklerimle teşekkür ederim. Doktora tez çalışmam süresince değerli katkılarını esirgemeyen ve her türlü yapıcı eleştirileriyle tezime yön veren Prof.Dr.H.Kerem CIĞIZOĞLU na teşekkür ederim. Ayrıca gerek arazi çalışmalarında gerekse laboratuar çalışmalarında görüş ve önerileri için Prof.Dr.Kamil ŞENGÖNÜL e, Prof.Dr.M.Ömer KARAÖZ ve Prof.Dr. M.Emin SAVCI ya teşekkürlerimi sunarım. Çalışma sürem boyunca destek ve tavsiyelerini esirgemeyen Doç.Dr.A.Emin AKAY a teşekkürlerimi bildiririm. Anabilim Dalımız öğretim üyelerinden Prof.Dr.Hüseyin E.ÇELĐK, Doç.Dr.Murat DEMĐR, Doç.Dr.Tolga ÖZTÜRK ve Yrd.Doç.Dr.Necmettin ŞENTÜRK e ayrıca teşekkür ederim. Örnek alanlarımın tesisi boyunca arazi çalışmalarında yardımcı olan Orman Mühendisliği Bölümü öğrencilerden Ertuğrul BABALIK, Mevlüt ULUSAL, Murat HUY, Tufan DEMĐREL, Uğur TÜRK, Yunus Emre BUDAK ve Yunus DOĞAN a da ayrıca teşekkür ederim. Tez çalışması süresince yardımcı ve destek olan Araş.Gör.A.Đlker ESĐN e, Araş.Gör.Selim BAYRAKTAR a ve Araş.Gör. Servet PEHLĐVAN a teşekkür ederim. Son olarak tez çalışmalarım boyunca hoşgörüsünü ve desteğini esirgemeyen eşim Tuğba ya teşekkürlerimi bir borçbilirim. Haziran, 2012 Mustafa AKGÜL i

ĐÇĐNDEKĐLER ÖNSÖZ... i ĐÇĐNDEKĐLER... ii ŞEKĐL LĐSTESĐ... v TABLO LĐSTESĐ... vii SEMBOL LĐSTESĐ... viii ÖZET... ix SUMMARY... x 1. GĐRĐŞ... 1 2. GENEL KISIMLAR... 4 2.1. TAMPON ZONLARIN TESĐS AMAÇLARI VE FONKSĐYONLARI... 7 2.2. TAMPON ZONLARIN GENĐŞLĐĞĐNĐ ETKĐLEYEN FAKTÖRLER... 9 2.2.1. Eğim... 10 2.2.2. Yağış... 12 2.2.3. Toprak Türü... 13 2.2.4. Bitki Örtüsü... 13 2.3. MEVCUT TAMPON ZON UYGULAMALARI... 14 2.3.1. Değişken Genişlik Yöntemi... 16 2.3.2. Sabit Genişlik Yöntemi... 17 2.3.3. Üç Zon Yöntemi... 18 2.3.4. Đki Zon Yöntemi... 19 2.4. TAMPON ZON VE ÜRETĐM ÇALIŞMALARI... 19 3. MALZEME VE YÖNTEM... 21 3.1. MALZEME... 21 3.1.1. Araştırma Alanının Genel Tanıtımı... 21 3.1.1.1. Coğrafi Konum ve Topoğrafik Yapı... 21 3.1.1.2. Jeolojik Yapı ve Ana Toprak Türleri... 26 3.1.1.3. Genel Đklim Özellikleri ve Hidroloji... 27 ii

3.1.1.4. Bitki Örtüsü ve Meşcere Kapalılığı... 29 3.1.2. Harita Altlıkları... 30 3.2. YÖNTEM... 30 3.2.1. Deneme Parsellerinin Seçimi... 31 3.2.1.1. Bağımlı Değişken... 31 3.2.1.2. Bağımsız Değişkenler... 31 3.2.2. Örneklerin Toplanması... 35 3.2.3. Sediment Verilerinin Đstatistik Değerlendirmesi... 38 3.2.4. Tampon Zon Modelinin Oluşturulması... 39 4. BULGULAR... 45 4.1. ĐSTATĐSTĐKSEL BULGULAR... 45 4.1.1. Sediment Verilerinin Đstatistiksel Değerlendirilmesi... 47 4.1.2. Çoklu Regresyon Modeli... 49 4.1.3. Sediment-Eğim Đlişkisi... 53 4.1.3.1. % 20 Eğim de Sediment Verimi... 53 4.1.3.2. % 40 Eğim de Sediment Verimi... 55 4.1.3.3. % 60 Eğim de Sediment Verimi... 57 4.1.3.4. % 80 Eğim de Sediment Verimi... 59 4.1.3.5. % 100 Eğim de Sediment Verimi... 61 4.1.4. Sediment- Đlişkisi... 63 4.1.4.1. 3 ta Sediment Verimi... 63 4.1.4.2. 2 ta Sediment Verimi... 65 4.1.4.3. 0 ta Sediment Verimi... 67 4.2. TAMPON ZON MODELĐNĐN CBS ORTAMINDA SINANMASI... 69 4.2.1. 25 m lik Tampon Zona Ait Bulgular... 69 4.2.2. 50 m lik Tampon Zona Ait Bulgular... 71 4.2.3. 75 m lik Tampon Zona Ait Bulgular... 74 4.2.4. 100 m lik Tampon Zona Ait Bulgular... 76 4.2.5. 125 m lik Tampon Zona Ait Bulgular... 79 4.2.6. 150 m lik Tampon Zona Ait Bulgular... 81 5. TARTIŞMA VE SONUÇ... 84 5.1. ĐSTATĐSTĐKSEL BULGULARIN DEĞERLENDĐRĐLMESĐ... 85 5.2. FARKLI ÜRETĐM SENARYOLARI ĐÇĐN TAMPON ZON iii

MODELĐNĐN DEĞERLENDĐRĐLMESĐ... 88 5.3. MODELĐN MEVCUT UYGULAMALARLA KARŞILAŞTIRILMASI.. 91 KAYNAKLAR... 96 EKLER... 102 ÖZGEÇMĐŞ... 128 iv

ŞEKĐL LĐSTESĐ Şekil 2.1 : Örnek tampon zon alanı... 4 Şekil 2.2 : Örnek tampon zon a) hava kalitesi için b) ses bariyeri için.... 7 Şekil 2.3 : Yaban hayatı geçiş yerleri olarak tampon zonlar... 8 Şekil 2.4 : Tampon zon eğimi ve toplam sediment tutma oranları... 10 Şekil 2.5 : 30-50 m arasında değişen tampon zon uygulaması... 16 Şekil 2.6 : a) Uniform akış b) Nonuniform akış.... 17 Şekil 2.7 : Üç zon yöntemi... 18 Şekil 3.1 : Araştırma alanının coğrafi konumu... 22 Şekil 3.2 : Araştırma alanının yükselti basamakları haritası... 23 Şekil 3.3 : Araştırma alanının eğim grupları haritası... 24 Şekil 3.4 : Araştırma alanının bakı grupları haritası... 25 Şekil 3.5 : Araştırma alanın toprak türleri haritası... 26 Şekil 3.6 : Araştırma alanındaki dereler... 28 Şekil 3.7 : Araştırma alanına ait meşcere kapalılığı... 30 Şekil 3.8 : a) Yamaç uzunluklarına ait mevcut deneme deseni, b) Yamaç alanlarına ait türetilmiş deneme deseni... 32 Şekil 3.9 : Araştırma alanı içerisinde seçilen örnek alanlar... 34 Şekil 3.10 : Örnek alanların tesisi... 35 Şekil 3.11 : Sediment verilerinin toplanması... 36 Şekil 3.12 : Sediment verilerinin kurutulması ve tartımı... 36 Şekil 3.13 : Akış yönü diyagramı... 39 Şekil 3.14 : Araştırma alanına ait, a) Sayısal yükseklik modeli, b) Onarılmış sayısal yükseklik modeli, c) Akış yönü haritası, d) Akış birikimi haritası, e) Belirlenen sentetik drenaj ağı, f) Oluşturulan alt havzaların raster görünümü... 40 Şekil 3.15 : Örnek alt havzaya ait kapalılık grupları haritası... 41 Şekil 3.16 : Örnek alt havzaya ait eğim grupları haritası... 41 Şekil 3.17 : Sediment hesap diyagramı... 42 Şekil 3.18 : Sedhesap modeli... 42 Şekil 3.19 : Tampon zon ve üretim alanı... 43 Şekil 4.1 : Sediment alım tarihlerinin grafiksel dağılımı... 46 Şekil 4.2 : Sediment ve logaritmik sediment değerine ait istatiksel özet çıktıları... 48 Şekil 4.3 : Sediment ve Logaritmik Sediment değerlerine ait histogram... 48 Şekil 4.4 : Çoklu regresyon modelinde gözlenen ve tahmin edilene sediment değerleri saçılım grafiği... 52 Şekil 4.5 : Çoklu regresyon modelinde gözlenen ve tahmin edilene sediment değerleri dağılım grafiği... 52 Şekil 4.6 : % 20 eğimde gözlenen ve tahmin edilen sediment verilere ait dağılım grafiği... 54 Şekil 4.7 : % 20 eğimde gözlenen ve tahmin edilen sediment verilerine ait çizgisel dağılım grafiği... 54 Şekil 4.8 : % 40 eğimde gözlenen ve tahmin edilen sediment verilere ait dağılım grafiği... 56 Şekil 4.9 : % 40 eğimde gözlenen ve tahmin edilen sediment verilerine ait çizgisel dağılım grafiği... 56 v

Şekil 4.10 : % 60 eğimde gözlenen ve tahmin edilen sediment verilere ait dağılım grafiği... 58 Şekil 4.11 : % 60 eğimde gözlenen ve tahmin edilen sediment verilerine ait çizgisel dağılım grafiği... 58 Şekil 4.12 : % 80 eğimde gözlenen ve tahmin edilen sediment verilere ait dağılım grafiği... 60 Şekil 4.13 : % 80 eğimde gözlenen ve tahmin edilen sediment verilere ait dağılım grafiği... 60 Şekil 4.14 : % 100 eğimde gözlenen ve tahmin edilen sediment verilere ait dağılım grafiği... 62 Şekil 4.15 : % 100 eğimde gözlenen ve tahmin edilen sediment verilere ait dağılım grafiği... 62 Şekil 4.16 : 3 kapalılıkta gözlenen ve tahmin edilen sediment verilere ait dağılım grafiği... 64 Şekil 4.17 : 3 kapalılıkta gözlenen ve tahmin edilen sediment verilerine ait çizgisel dağılım grafiği... 64 Şekil 4.18 : 2 kapalılıkta gözlenen ve tahmin edilen sediment verilere ait dağılım grafiği... 66 Şekil 4.19 : 2 kapalılıkta gözlenen ve tahmin edilen sediment verilerine ait çizgisel dağılım grafiği... 66 Şekil 4.20 : 0 kapalılıkta gözlenen ve tahmin edilen sediment verilere ait dağılım grafiği... 68 Şekil 4.21 : 0 kapalılıkta gözlenen ve tahmin edilen sediment verilerine ait çizgisel dağılım grafiği... 68 Şekil 4.22 : 25 m'lik tampon zon uygulaması... 69 Şekil 4.23 : 50 m'lik tampon zon uygulaması... 72 Şekil 4.24 : 75 m'lik tampon zon uygulaması... 74 Şekil 4.25 : 100 m'lik tampon zon uygulaması... 77 Şekil 4.26 : 125 m'lik tampon zon uygulaması... 79 Şekil 4.27 : 150 m'lik tampon zon uygulaması... 82 Şekil 5.1 : Farklı eğim grupları için R 2 değerleri... 86 Şekil 5.2 : Farklı kapalılık grupları için R 2 değerleri... 86 Şekil 5.3 : Üretim senaryoları dahilinde Tg ve TEO... 89 vi

TABLO LĐSTESĐ Tablo 2.1 : Farklı vejetasyon tipleri için tampon zon fonksiyonları... 9 Tablo 2.2 : Sadece eğimi dikkate alan tampon zon modelleri... 11 Tablo 2.3 : Üç zon yöntemi... 19 Tablo 3.1 : Bahçeköy Meteoroloji Đstasyonuna ait bazı iklim verileri... 27 Tablo 3.2 : Örnek alan desenlerinin oluşturulmasında bağımsız değişkenlerin dağılımı... 33 Tablo 3.3 : Sediment örneği alım tablosu... 37 Tablo 3.4 : Örnek tampon zon etkinlik oranı (TEO) tablosu... 44 Tablo 4.1 : Sediment alım tarihlerine göre yağış verileri... 45 Tablo 4.2 : Çoklu regresyon modeline ait regresyon özet çıktısı... 49 Tablo 4.3 : Eşleştirilmiş t-testi istatistikleri... 50 Tablo 4.4 : Bağımlı ve bağımsız değişkenler arasındaki korelasyon sonuçları... 51 Tablo 4.5 : % 20 eğimde sediment verimine ilişkin regresyon özeti... 53 Tablo 4.6 : % 40 eğimde sediment verimine ilişkin regresyon özeti... 55 Tablo 4.7 : % 60 eğimde sediment verimine ilişkin regresyon özeti... 57 Tablo 4.8 : % 80 eğimde sediment verimine ilişkin regresyon özeti... 59 Tablo 4.9 : % 100 eğimde sediment verimine ilişkin regresyon özeti... 61 Tablo 4.10 : 3 kapalılıkta sediment verimine ait regresyon çıktısı... 63 Tablo 4.11 : 2 kapalılıkta sediment verimine ait regresyon çıktısı... 65 Tablo 4.12 : 0 kapalılıkta sediment verimine ait regresyon çıktısı... 67 Tablo 4.13 : Tg=25 m için alternatif üretim senaryoları ve sonuçları... 71 Tablo 4.14 : Tg=50 m için alternatif üretim senaryoları ve sonuçları... 73 Tablo 4.15 : Tg=75 m için alternatif üretim senaryoları ve sonuçları... 76 Tablo 4.16 : Tg=100 m için alternatif üretim senaryoları ve sonuçları... 78 Tablo 4.17 : Tg=125 m için alternatif üretim senaryoları ve sonuçları... 81 Tablo 4.18 : Tg=150 m için alternatif üretim senaryoları ve sonuçları... 83 Tablo 5.1 : Değişkenler arası korelasyon sonuçları... 87 Tablo 5.2 : Tampon zon genişliği ve üretim senaryolarına göre tampon zon etkinlik oranları... 88 vii

SEMBOL LĐSTESĐ CBS SYM TEO Tg STO SSR SST USLE SMZ RMZ ĐSKĐ : Coğrafi Bilgi Sistemi : Sayısal Yükseklik Modeli : Tampon Zon Etkinlik Oranı : Tampon Zon Genişliği : Sediment Tutma Oranı : Regresyona Dayalı Karelerin Toplamı : Hata Kareleri Toplamı : Evrensel Toprak Kayıp Denklemi : Dere Kenarı Yönetim Zonu : Tampon Zon Yönetim Alanı : Đstanbul Su ve Kanalizasyon Đdaresi viii

ÖZET ÜRETĐM ORMANLARINDA TAMPON ZON BELĐRLEME KRĐTERLERĐ Bu çalışma kapsamında, üretim ormanlarında üretim faaliyetleri sırasında oluşan sediment hareketlerini en aza indirmek amacıyla kullanılacak tampon zon genişliğini etkiyen faktörler değerlendirilmiştir. Bu amaçla Đstanbul Üniversitesi Araştırma ve Uygulama Ormanına sediment kapanları kurulmuştur. Farklı meşcere kapalılığı, yamaç uzunluğu, yamaç alanı, yağış ve eğime bağlı olarak tesis edilen deneme alanlarından sediment verisi alınmıştır. Bu kapsamda, sediment verimini hesaplamak amacıyla istatiksel bir model ortaya konmuştur. Modelin doğruluğu çeşitli istatistiksel analizlerle sınanmıştır. Sediment veriminin hesaplanmasına ilişkin ortaya konulan model, tampon zon etkinlik oranlarının belirlenmesinde kullanılmıştır. Araştırma ormanı içerisinde seçilen örnek bir alt havza, ormancılık çalışmalarının yapıldığı üretim alanı ve dere kenarı koruma zonu olarak kabul edilen tampon zon olarak iki parça halinde incelenmiştir. Söz konusu alt havza içerisinde 50 mm lik bir yağış için üretim alanı ve tampon zondan mevcut topoğrafik koşullar dahilinde (eğim, yamaç alanı vs) alternatif üretim senaryolarına göre gelecek sediment miktarı ayrı ayrı hesaplanmıştır. Alternatif üretim senaryoları meşcere kapalılığına yapılabilecek müdahalelere göre belirlenmiştir. Buna göre farklı tampon zon genişliklerinin, farklı üretim senaryolarının uygulanması halindeki tampon zon etkinlik oranları (TEO) belirlenmiştir. Sonuçlara göre 25 m ile 150 m arasında denenen farklı tampon zon genişliklerinin farklı üretim senaryoları karşısındaki tampon zon etkinlik oranlarına bakıldığında, Senaryo- 2 de % 78 ile % 84 arasında, en yüksek tampon zon etkinlik oranlarına ulaşılmıştır. Bu senaryoda tampon zon alanının 3 kapalılıkta olduğu/ulaştığı, üretim alanın tümünde ise mevcut kapalılığın 2 kapalılığa düşürüldüğü/ulaştığı durumu temsil etmektedir En düşük tampon zon etkinlik oranı ise % 34 ile % 53 arasında Senaryo-4 de karşılaşılmıştır. Bu senaryoda tampon zon alanının 3 kapalılıkta olduğu/ulaştığı, üretim alanın tümünde mevcut kapalılığın 0 kapalılığa düşürüldüğü/ulaştığı durumu temsil etmektedir. ix

SUMMARY DETERMINATION OF BUFFER ZONE CRITERIAS FOR PRODUCTION FOREST In this study, factors affecting the width of buffer zone, which used to minimize sediment movement during harvesting activities productive forest, have been evaluated. For this purpose, sediment traps were constructed in Đstanbul University Education and Research Forest. Sediment data have been obtained from sample plots established depending on different canopy closure, slope lenght, slope area, rainfall and slope. In this context, a statistical model has been developed to estimate sediment yield. The accuracy of the model has been tested with various statistical analyzes. The model, which was developed to estimate sediment yield, has been used to determine to effectiveness ratio at buffer zones. A sample subbasin, which was choosen in research forest, was studied in two parts; production area where forest operation allowed and buffer zone that is defined as protection zone in the edge of the creek. In the subbasin, for a rainfall of 50 mm, the amount of sediment received from production area and buffer zone within existing topographical conditions (slope, slope area, etc.) with alternative harvesting scenarios were calculated the alternative production scenarios were determined according to interventions implemented on canopy closure. Accordingly, in case of applying different production scenarios, buffer zone effectiveness ratios were determined for different buffer zone widths. According to results, the highest buffer zone effectiveness ratios have been reached by 78-84 % in Scenario 2 when testing buffer zone effectiveness ratios for different harvesting scenarios considering different buffer zone width between 25 m and 150 m. In this scenario, the buffer zone canopy closure reached to 3 while canopy closure reduced to 2 for entire harvesting area. The lowest buffer zone efficiency rate of 34-53 % in Scenario 4. In this scenario, canopy closure of buffer zone reached to 3 while canopy closure was at the lowest rate. x

1 1. GĐRĐŞ Sürdürülebilir ormancılık anlayışı çerçevesinde, üretim ormanlarında salt odun üretimi anlayışı, yerini ormanın devamlılığını sağlayacak şekilde çevresel faktörleri göz önünde bulunduran yönetim prensiplerine bırakmıştır. Geleneksel olarak sürdürülen ormancılık anlayışına göre üretim planlaması yapılırken bazı alanların üretim dışı bırakılması gerekebilmektedir. Bu alanlar Bayoğlu (1996) tarafından negatif kardinal noktalar (kayalık alanlar, sulak alanlar, afet riski taşıyan alanlar vs.) olarak tanımlanmıştır. Jacob (2000), Mcintost (2006), Imaizumu ve diğ., (2008) ve Bayoğlu (1996) yaptıkları çalışmalarda heyelan riski taşıyan alanların, Schonenberger ve diğ. (2005) çığ riski ve kaya yuvarlanması riski olan alanların ve Bayoğlu (1996) ise kayalık alanların, durgun su ile kaplı alanların ve diğer su kaynaklarının, Debano ve Schmitdt (1989), Green ve Kauffman (1989) önemli bitki alanlarının, Newton ve diğ. (1996) yaban hayatı yaşam alanlarının üretim ve nakliyat planlamasında dikkate alınması gerektiğini, bu alanların mümkünse üretim dışı bırakılmasını önermektedir. Ormancılık üretim ve nakliyat çalışmaları çok yönlü planlamayı gerektirmekte ve ormancılık uygulamalarının önemli bir kısmını oluşturmaktadır. Ancak planlama aşamasında sadece ekonomik değil aynı zamanda çevreye en az zararı verecek şekilde düzenleme yapmak gerekmektedir. Dolayısıyla, nakliyat planlaması üretim dışı bırakılması gereken alanlar kısaca aşağıdaki şekilde gruplandırılabilir; Erozyon riski taşıyan alanlar, Heyelan riski taşıyan alanlar, Kaya ve taş yuvarlanma riski olan alanlar, Önemli bitki topluluklarının bulunduğu alanlar, Yaban hayatı üretim ve koruma alanları, Su kenarlarındaki tampon alanlar.

2 Ormanla kaplı eğimli yamaçlarda, doğal bitki örtüsüne yapılan müdahaleler, başta arazinin topoğrafik yapısına bağlı olarak, yüzeysel akışa geçen akış sularının artmasına, bu nedenle daha fazla toprağın taşınmasına, sonuçta da akarsu ekosistemlerinin bozulmasına neden olmaktadır. Bu çalışmanın ana amacı, ekolojik tabanlı planlama esaslarına göre; su kenarlarında tesis edilen/bırakılan farklı genişlikteki tampon zonların, ormancılık üretim çalışmalarından kaynaklanan sediment verimi üzerine etkisini ortaya koymaktır. Bu bağlamda, yapılan tez çalışması, bu konudaki ilk doktora çalışması olması nedeniyle önem arz etmektedir. Bu çalışmayla ormancılık faaliyetlerinin önemli ve maliyetli bir kısmını oluşturan üretim çalışmalarının ekolojik tabanlı planlama esaslarına göre dayandırılması ve bu tür alanların üretim dışı bırakılmasının gerekliliği ortaya konulmuştur. Bu bağlamda tampon zonların genişliğini etkiyen faktörler değerlendirilmiştir. Arazi ve ofis çalışmaları ile elde edilen veriler sonucunda, örnek bir alt havzada yapılan alternatif üretim senaryoları dahilinde gelen sedimenti, en aza indirecek tampon zon genişlikleri üzerine değerlendirmeler yapılmıştır. Tez çalışması beş bölümden oluşmaktadır; Giriş bölümünde, ormancılık üretim çalışmalarının ve nakliyat planlanmasının önemi, çevre zararını en aza indirmek için dikkat edilmesi gereken hususlar, çalışmanın amacı ve kapsamı hakkında bilgi verilmiştir. Genel Kısımlar bölümünde, tampon zon kavramı, tampon zonların fonksiyonları, tampon zonların genişliğini etkileyen faktörler, ormancılık üretim çalışmalarında tampon zonun önemi, ülkemiz ve dünyada kabul edilen tampon zon modelleri hakkında bilgi verilmiştir. Malzeme ve Yöntem bölümü iki alt başlıkta incelenmiştir. Malzeme bölümünde, araştırma alanı genel özellikleri ve harita altlıkları tanıtılmıştır. Yöntem bölümünde ise, deneme parsellerinin seçimi, sediment verilerinin alımı, laboratuvar çalışmaları,

3 sediment verilerinin istatistiksel değerlendirilmesi ve tampon zon modelinin oluşturulması hakkında bilgi verilmiştir. Bulgular bölümünde, istatistiksel bulgular ve tampon zon modelinin Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) ortamında sınanması olmak üzere iki alt başlıkta değerlendirilmiştir. Son olarak Tartışma ve Sonuç bölümünde, elde edilen sediment modeli doğrultusunda alternatif üretim senaryolarında ortaya çıkan sediment verimi sonuçları ve üretim modelinin yerli ve yabancı kaynaklar ile karşılaştırılması yapılmış, ulaşılan sonuçlar değerlendirilmiştir.

4 2. GENEL KISIMLAR Tampon zonlar, son yıllarda gelişen çevreye duyarlı ormancılık anlayışı çerçevesinde, ormancılık açısından önemli bir kavram olarak karşımıza çıkmaktadır. Tampon zonlar, uluslararası literatürde riparian forest areas, riparian buffer zone, buffer zone, riparian area gibi terimlerle karşımıza çıkmaktadır (Anonim, 1996; Sivrikaya ve Köse, 2004, Baker ve diğ, 2006, Wenbao ve Fengxia 2009). Yapılan literatür araştırmalarında, tampon zonlar Streamside Management Zone (SMZ) ve Riparian Management Zone (RMZ) olarak da adlandırıldığı görülmüştür (Lemoine ve diğ, 2006; Lakel ve diğ., 2010) (Şekil 2.1). Ülkemizde ise tampon zonlar, genelde riparian alanlar ve su kenarı ormanları olarak tanımlanmaktadır. Riparian kelime anlamı olarak, nehir veya su yüzeyine sahip alanlara (ırmak, dere, nehir, göl) sınır veya komşu olan alanlar olarak tanımlanmaktadır. Şekil 2.1 : Örnek tampon zon alanı (Mayer ve diğ., 2005) Tampon zonlar, bazı çalışmalarda dere ve nehir kıyısı ormanları olarak da adlandırılmaktadır. Ancak bu terim yalnızca dere ve nehir kenarlarındaki ormanlar için değil, aynı zamanda ırmak, dere, göl, nehir ve bataklık gibi su yüzeyine sahip alanların etrafındaki bitki örtüsü ile kaplı alanlar için kullanılmakta ilişkin zon genişliği (buffer) belirlenmektedir (Sivrikaya ve Köse, 2004). ve bunlara Naiman ve diğ. (1993) e göre tampon zonlar, aynı zamanda bir çeşit ekoton olup, ekosistemler arasında geçiş zonu oluşturur. Çoğu ekotonlar gibi tampon zonlar da

5 biyoçeşitlilik açısından oldukça zengin alanlardır. Naiman ve diğ. (1988) bu ekotonların her bir sistemin sınır noktasından itibaren, karakteristik özellikleri bakımından büyük farklılıklar gösterebileceğini vurgulamıştır. Wenger ve Fowler, (2000) tampon zonları, su ekosistemini korumak ve çeşitli çevresel, ekonomik ve sosyal faydaları sağlamak için dere veya akarsu boyunca doğal bitki örtüsüyle bitkilendirilmiş şeritler olarak tanımlamıştır. Ducros ve Joyce (2003) e göre tampon zonlar, nehir veya dere kenarlarında konumlanan sürekli olarak bitkisel tesislerin bulunduğu alanlar olarak tanımlanmıştır. Tampon zon alanları peyzaj açısından da karasal ve akuatik yaşam arasında bir bağlantı koridoru oluşturduğundan ayrıca önem taşımaktadır (Naiman ve Decamps, 1997; Scalley ve Aide, 2003). Tampon zonlar konumu nedeniyle, tampon alanlarda bitki örtüsünün değişmesi akarsu içerisindeki doğal yapıyı ve süreçleri de olumsuz etkilemektedir (Wear ve diğ.,1998; Scalley ve Aide, 2003). Erozyon ürünü materyal parçacıklarına genel olarak sediment adı verilmekte, sediment verimi kavramı ise akarsuda taşınan yıllık ortalama sediment miktarının, havza birim alanına indirgenmiş değerini (m 3 /km 2 /yıl) ifade etmektedir (Görcelioğlu, 1997). Aşırı miktarlarda sediment hem su kalitesi üzerinde hem de akarsu biyoatası üzerinde önemli zararlı etkiler oluşturabilmektedir (Barling ve Moore, 1994, Lee ve diğ, 2003, Wright ve Flecker, 2004). Cooper 1993'e göre sediment, dereler ve akarsular için en büyük kirletici olarak tanımlanmaktadır (Cooper, 1993). Tampon zonlar üzerine yapılan ilk çalışmalar orman yollarından gelen sedimenti önlemek amacıyla başlatılmıştır (Trimble ve Sartz, 1957). Uygun olmayan (standart dışı) stabilize yollar yılda ortalama hektar başına 350 tonun üzerinde sediment üretebilmektedir (Kundell ve Rasmussen, 1995). Kartaloğlu (2011) ve Demir ve diğ. (2012) in Đstanbul Atatürk Arboretumu nda yaptığı çalışmada, toprak orman yolu, stabilize orman yolu ve meşcere altında elde edilen

6 sediment miktarları arasında önemli derecede fark olduğu belirtilmiş, aylık yağış miktarlarının da sediment veriminde etkili olduğu görülmüştür. Söz konusu çalışmalarda yıllık ortalama sediment değerleri toprak orman yolunda 453 kg/ha/yıl, stabilize orman yolunda 223 kg/ha/yıl ve meşcere içinde 52,52 kg/ha/yıl olarak hesap edilmiştir. Wood ve Armitage (1995) yaptıkları çalışmada tampon zonların sediment üretimi ve erozyon üzerindeki olumlu etkileri aşağıdaki gibi sıralanmıştır; Yüzeysel akışla gerçekleşen karasal sedimenti tutar, Şiddetli yağışlar sonucu oluşan sedimentin hızını azaltarak, sedimentin su yerine toprakta birikmesini ve sel ve taşkın oluşumların daha az sediment taşımasını sağlar, Akarsu yatağı kıyılarını (yamaçlarının) daha stabil hale getirerek yüzeysel ve kanal erozyonunu önler, Sel ve taşkınlar sırasında, dere akışını yavaşlatarak dere yatağının oyulmasını azaltır, Büyük çaplı odunsu birikintileri derelere katarak, geçici olarak belli oranlarda sediment tutulmasına yardımcı olur. Wenger (1999) a göre, tampon zonlar; Sediment üretimini aktive eden çalışmaları su kenarında uzak tutarak, Yüzeysel akışla gelen karasal sedimenti tutarak, Yağmur sularının hızını ve dolayısıyla taşıyıcı gücünü azaltarak, Dere yamaçlarını güçlendirerek, kanal ve yatak erozyonunu önleyerek, Seller sırasında dere akışını yavaşlatarak ve yatak oyulmalarını azaltarak, sediment verimini en aza indirilmesinde rol oynar.

7 2.1. TAMPON ZONLARIN TESĐS AMAÇLARI VE FONKSĐYONLARI Tampon zonlar hem kent içi hem de ormanlık alanlar içerisinde uygulama alanı çok geniş olan yapılar olarak karşımıza çıkmaktadır. Bulunduğu alan itibariyle çeşitli fonksiyonlara ve tasarım ilkelerine bağlı olarak tesis edilen tampon zonlar, farklı amaçlara hizmet edebilmektedir. Tampon zonların hizmet ettiği ekonomik ve sosyal faydalar aşağıdaki şekilde sıralanmıştır (Malanson, 1993, Schuler, 1995, Wenger ve Fowler, 2000, Bentrup, 2008); Yağışla gelen sedimenti tutmak veya ortadan kaldırmak. Dere yataklarının stabilitesini güçlendirmek ve kanal erozyonunu azaltmak. Akuatik ekosistemin ötrifikasyonu sağlayan fosfor, nitrojen ve diğer besin elementlerini tutmak veya ortadan kaldırmak. Pestisitler gibi diğer kirleticileri tutmak veya engellemek. Sel sularını tutmak, vereceği zararı azaltmak. Su sıcaklığını ayarlamak, odunsu teressübat sağlayarak balıklar ve diğer akuatik organizmalar için yaşam ortamı sağlamak. Karasal organizmalar için yaşam ortamı sağlamak. Akarsu kenarlarında estetik bir görünüm sağlamak. Rekreasyonel ve eğitimsel olanaklar sağlamak. Kentsel alanlar içerisinde, kirletici kaynaklar ile koruma alanları arasında bariyerler oluşturmak hava kalitesini artırmak (Şekil 2.2a). Şekil 2.2 : Örnek tampon zonları: a) hava kalitesi için b) ses bariyeri için (Bentrup, 2008).

8 Şekil 2.3 : Yaban hayatı geçiş yerleri olarak tampon zonlar (Bentrup, 2008). Trafik yükü yüksek olan kent içi alanlarda ses bariyeri oluşturarak gürültü seviyesini azaltmak (Şekil 2.2b). Aşırı ve devamlı rüzgar alan alanlarda rüzgar perdesi oluşturmak. Yaban hayatı için geçiş zonu sağlamak. Yol kenarlarında yaban hayvanlarını yol platformundan uzak tutmak için yönlendirici yeşil kuşaklar oluşturmak (Şekil 2.3) Tampon zonlar üzerindeki faaliyetler çevresindeki ve kendi içindeki yaşam alanını doğrudan etkilemektedir. Planlama aşamasında bir yandan bu ekolojik dengenin sağlanması gözetilirken, diğer yandan sosyal ve ekonomik faktörlerde göz önünde bulundurulmalıdır (Li ve diğ., 1998). Tampon zonlar kuruluş amaçlarına göre farklı fonksiyonlara hizmet etmektedir. Tampon zon alanı içerisindeki farklı vejetasyon tipleri bu fonksiyonların etkinliğini artırmada önemli rol oynamaktadır. Örneğin dik yamaçlarda yer örtücüler yerine boylu çalı ve ağaçların kullanılması, yamaç ve yatak stabilizasyonunda daha etkin olmaktadır. Bununla birlikte, sediment tutma oranlarına bakıldığında ise çim ile örtülü alanlar, çalı ve ağaçlardan oluşan vejetasyonlara nazaran daha etkindirler. Akuatik yaşama destek sağlamak, estetik görünüm oluşturmak amaçlı tesis edilen tampon zonlar için ağaçlık alanların, çim ve çalı vejetasyonuna göre daha etkin olduğu görülmektedir. Aynı şekilde yaban hayatı söz konusu olduğu alanlarda ağaç formlu vejetasyonun yaban hayvanları için korunma ve saklanma alanı oluşturması açısından daha etkin olduğu görülmektedir (Tablo 2.1) (NRSC, 2005).

9 Tablo 2.1 : Farklı vejetasyon tipleri için tampon zon fonksiyonları (NRSC, 2005) Tampon Zon Fonksiyonu Çim Çalı Ağaçlık Yamaç stabilizasyonunu sağlamak Düşük 1 Yüksek Yüksek Sedimenti tutmak Yüksek Düşük Düşük Sediment, besin maddeleri ve pestisit tutmak Yüksek Düşük Düşük Çözünebilir durumdaki besin maddelerini, pestisit ve mikropları tutmak Orta Düşük Orta Akuatik yaşama ortamını beslemek Düşük Orta Yüksek Yaban hayatı için yaşam ortamı sağlamak Yüksek Orta Düşük Orman içi yaban hayatına ortam sağlamak Düşük Orta Yüksek Ekonomik ürünler ile fayda sağlamak Orta Orta Orta Görsel (estetik) çeşitlilik sağlamak Düşük Orta Yüksek Sel oluşumunu engellemek Düşük Orta Yüksek * 1 Eğime bağlı olarak 2.2. TAMPON ZONLARIN GENĐŞLĐĞĐNĐ ETKĐLEYEN FAKTÖRLER Tampon zonların su kalitesinden, erozyon kontrolüne kadar birçok bilimsel fonksiyonu bulunmaktadır. Bu fonksiyonlara hizmet edecek olan tampon zon genişlikleri çeşitli araştırmalar ve çalışmalarla ortaya konulmaya çalışılmıştır. Çalışmalarda genel olarak, yüzeysel erozyondan kaynaklanan sediment birikimini önleyecek minimum tampon zon genişliğinin belirlenmesinde etkili olan faktörler göz önüne alınarak, zon genişliği ve modelleri ortaya konmuştur. Çeşitli yayınlarda tampon zon genişliklerini etkileyen farklı faktörlere/etkenlere değinilerek minimum standartlar ifade edilmiştir. Hizmet ettikleri fonksiyonlarına göre tampon zonlar için 4,5 m ile 600 m arasında değişen genişlikler önerilmiştir (Holcomb, 2005). Tampon zon genişliğinin belirlenmesinde etkili birçok faktör bulunmaktadır. Bu faktörlerden öne çıkanlar ve yaygın olarak kullanılanlar şu şekilde sıralanmaktadır (Wegner, 1999): 1. Eğim 2. Yağış 3. Toprağın türü 4. Bitki örtüsü tipi

10 2.2.1. EĞĐM Tampon zonların sediment tutma oranları eğim faktörüne bağlı olarak farklılık göstermektedir. Yapılan çalışmalarda tampon zon genişliğinde etkin olan değişkenler arasında en önemli faktörün eğim olduğu görülmüştür. Dillaha ve diğ. (1988) ve (1989) da yaptığı çalışmalarda, yamaç eğiminin % 11 den % 16 ya çıkmasıyla tampon zonun sediment tutma oranının % 7 ile % 38 arasında değiştiğini vurgulamış ve sediment tutma oranının düştüğünü gözlemlemiştir (Şekil 2.4). Şekil 2.4 : Tampon zon eğimi ve toplam sediment tutma oranları (Dillaha ve diğ, 1988,1989) Trimble ve Sartz (1957) sürütme yollarından kaynaklanan erozyonu önlemek amacıyla, yolların derelerden ne kadar uzağa tesis edilmesi konusunda çalışmıştır. Bu çalışma sonucunda dere ile orman yolu arasında bırakılacak tampon zon genişliğine (eğim uzunluğu) ilişkin eğimi esas alan aşağıdaki formülü önermiştir; Tg=7.5m+(0,6 m)x(% Eğim) (1) Trimble ve Sartz (1957) ın bu formülü uzun yıllar boyunca ormancılık çalışmalarında temel dayanak olarak kullanılmıştır. Swift 1986 da Kuzey Carolina Nantahala Ormanında yaptığı çalışmalarda, alternatif bir formül bulmayı amaçlamış ve tampon

11 zonun yolların hemen altında tesis edilmesi ile sediment miktarının çarpıcı bir şekilde azaldığını tespit ederek, tampon zon genişliğine ilişkin sadece eğimi kullanan bir formül geliştirmiştir; Tg=10 m+(0.12m)x(% Eğim) (2) Eğer bariyerler kullanılmazsa tampon genişliği formülünün aşağıdaki şekilde kullanılması önerilmiştir. Tg=13 m+(0.42m)x(% Eğim) (3) Swift (1986), çalışmasında sadece kum miktarını esas alarak yapılan değerlendirmede arazi eğiminin artmasının yüzeysel akış hızının da artmasına neden olduğunu, bu nedenle, dik eğimli arazilerde yüzeysel akışı hızını azaltmak, kirleticiler ve sedimenti tutmak için daha geniş tampon alanlar tesis edilmesi gerektiğini vurgulamıştır. Sadece eğim faktörü göz önünde bulundurularak hesaplanan tampon zon genişliklerine ilişkin bazı çalışmalar Tablo 2.2 de sıralanmıştır (Mcnaught ve diğ 2003). Tablo 2.2 : Sadece eğimi (%) dikkate alan tampon zon modelleri (Mcnaught ve diğ, 2003). Tampon zonun kuruluş amacı Tampon zon genişliği formülü(m) Kaynak Sedimenti önlemek ve genel amaçlı 7.5m+(0.6 m)x(% Eğim) Trimble ve Sartz, (1957) Sedimenti önlemek Su kalitesini artırmak Sediment bariyersiz 13+0.42x(% Eğim) Sediment bariyerli 10+0.42x(% Eğim) 8+0.6x(% Eğim) 15+0.6x(% Eğim) 2.5TS 1/2 (T=Saniye cinsinden yüzeysel akış süresi, S=Eğim) Swift, (1986) Haussman ve Pruett (1978) e atfen Castelle ve Johnson, (1994) Clark (1977) ye atfen Castelle ve Johnson, (1994) Nieswand ve diğ., (1990) 3 zon yöntemine göre 30-45 m arası Welsh, (1991) Habitatı korumak Ağaç Yüksekliği x e (1+%eğim) Erman ve diğ, (1996) Kent içi akarsu kaynaklarını korumak 15+1.2x(% Eğim) Henson-Jones ve diğ, (1995)

12 2.2.2. YAĞIŞ Tampon zonun etkinliğinde, yağışın şekli, şiddeti ve süresi, önemli bir faktördür. Daniels ve Gilliam (1996) ya atfen Wenger (1999), çok şiddetli bir sağanak yağışta oluşan yüzeysel akış ile tampon zonda önemli miktarda sediment geldiğini vurgulamaktadır. Karr ve Schlosser (1977)'ya atfen Wenger (1999) yaptığı bir çalışmada tarımsal erozyonun % 75'inin bir yılda meydana gelen 4 farklı sağanak yağıştan kaynaklandığını ortaya koymuştur. Ancak yaptıkları diğer bir çalışmada nispeten daha düşük şiddetli yağışlarda oluşan sediment zararının daha düşük oranda (% 50) olduğunu tespit etmişlerdir. Genel bulgular, yağışın uniform ve daha az şiddetli yağdığı alanlarda, dar tampon zonların sediment ve diğer kirletici unsurları engellemekte veya tutmakta yeterli olabileceği yönündedir. Şiddetli yağışların sık görüldüğü alanlarda ise daha geniş tampon zonlar yapılması gerektiği genel bir yaklaşım olmalıdır. Bununla birlikte, yağış ve tampon zon genişliği arasındaki ilişkiyi tam olarak ortaya koyan bir çalışma bulunmamaktadır. Dillaha ve diğ. (1988), (1989); Magette ve diğ. (1987), (1989)'da yaptığı çalışmalarda da olduğu gibi çoğu çalışmada deneme alanlarında şiddetli yağış simülasyonları ortaya konulmuş, ancak bu çalışmaların tümü kısa zamanlı denemeler olarak yapılmış ve yağışın şiddeti araştırılmamıştır. Magette ve diğ. (1987)'de tampon zonun etkinliğinin yağışın artması ile azaldığını vurgulamıştır. Aynı şekilde uzun süreli yağışlar ile tampon zonların etkinliği arasında ilişki üzerine yapılan kısa süreli çalışmalarda, daha geniş tampon zonların daha etkin olduğu vurgulanmıştır (Cooper ve diğ. 1987 ile Lowrance ve diğ. 1988'e atfen Wenger, 1999). Groffman ve diğ. (1991)'de şiddetli yağışlarda denitrifikasyon oranlarının daha düşük olmasına rağmen amprik bir model oluşturulamadığını vurgulamaktadır. Yağışın şiddetine göre denitrifikasyon oranlarının da arttığı yapılan çalışmalarla ortaya konulmuştur. Yağış, evrensel toprak kayıp denkleminde (USLE) "R" faktörüyle ilişkilendirilmiştir. Bu faktörün tampon zon genişliği için elde edilecek veya

13 geliştirilecek denklemlerde kullanılabileceği vurgulanmıştır (Hanson ve diğ., 1994'e atfen Wenger, 1999). 2.2.3. TOPRAK TÜRÜ Toprak özellikleri büyük ölçüde, akış halindeki suyun ve diğer kirleticilerin akarsuya ulaşmasında doğrudan etkilidir. Denitrifikasyon oranları da toprak neminden ve toprak ph'sından doğrudan etkilenmektedir (Groffman ve diğ.,1991). Steve Lawrence Doğal Kaynaklar Koruma Servisi, toprak etüt haritalarından, tampon zon genişliğine ilişkin modellerde yeterli faydanın sağlanamayacağını ortay koymuştur. Asgari haritalama birimi 3-4 dönüm olduğu göz önüne alındığında, küçük alanlarda bile farklı toprak türlerinin ortaya çıkmasından dolayı, toprak türlerinin haritalanmasının zor bir süreç içerdiği vurgulanmıştır (Wenger,1999). Toprak haritalarının hazırlanması uzun ve masraflı bir süreç olduğundan, bu tür çalışmalarda toprak özelliklerinin dikkate alınmamaktadır. 2.2.4. BĐTKĐ ÖRTÜSÜ Bitki örtüsü, tampon zonların etkinliğinin ve niteliğinin belirlenmesinde anahtar rol oynamaktadır. Doğal türlerin bulunduğu tampon alanların etkinliğinin daha önemli olduğu yaklaşımının göz ardı edilmemesi gerektiği açıktır. Yapılan çalışmalar karışık bir bitki örtüsü yapısına sahip (yani hem ağaç, hem çalı hem de diri örtü-çayır-çim karışımından oluşan) tampon zonların sedimentin ve kirleticilerin tutulmasında ve erozyonun önlenmesinde bu bileşenlerin tek başlarına verdiği etkiden daha fazla fayda sağladığını göstermektedir (NRSC, 2005). Diri örtüden oluşan mera tarzı tampon zonlar, sel oluşumuna karşı yetersiz kalmasına rağmen, yüzeysel akışı, oluk ve oyuntu erozyonunu önlemekte etkilidir. Bitki örtüsü tipi, toprak kayıp denkleminde Manning (n) pürüzlülük katsayısı olarak karşımıza çıkmaktadır. Söz konusu katsayı tampon zonun etkinliğinde ve dolayısıyla tampon

14 zonların genişliğinin belirlenmesinde kullanılabilir (Wenger, 1999; Davis ve McCuen, 2005). Örnek olarak, orman ağaçlarından oluşan bir tampon zon nitrat oranının azaltılmasında daha etkin olmasına rağmen, otlaklardan oluşan tampon alanların fosfor tutma oranları daha yüksek olduğu tespit edilmiştir (Aslan, 2009). Tampon zonlardaki bitki örtüsü ortadan kaldırıldığında, dere yatağındaki yamacın stabilizasyonu kaybolmaktadır. Bunun sonucunda dereye ulaşan sediment miktarı artmakta ve ışığın artmasıyla deredeki mikrohabitat bozulmaktadır (Roth ve diğ.,1996). 2.3. MEVCUT TAMPON ZON UYGULAMALARI Mevcut çalışmalarda tampon zonların hizmet ettikleri fonksiyonlara göre, farklı tampon zon modelleri ve standartları uygulanmaktadır. Bu uygulamaların bir kısmı lokal bazda uygulanırken, bir kısmı ise sadece teoride kabul edilmektedir. Ülkemiz ormancılık çalışmalarında tampon zonlarla ilgili olarak 291 sayılı tebliğ esasları kabul edilmektedir. Bununla birlikte Đstanbul için, Đstanbul Su ve Kanalizasyon Đdaresi (ĐSKĐ) Havzalar Yönetmeliği uygulanmaktadır. 291 Sayılı Silvikültürel Esas ve Đlkeler Tebliği ne (Anonim, 2006) göre, nehir ve dere yamaçlarında bulunan orman alanlarında ana dere kenarlarında 50-100 m, yan derelerde ise 30-50 m. genişliğinde tampon bölgeler bırakılması gerektiği ifade edilmektedir. Söz konusu tampon zon alanlarında orman yapısına göre mutedil müdahalelerde bulunulması ve orman örtüsünü kesintiye uğratacak müdahaleler yapılmaması önerilmektedir. ĐSKĐ Havzalar Yönetmeliği nde (Anonim, 2011) ise su kenarlarında koruma alanlarını dere ve göller için göl mutlak koruma alanı ve dere mutlak koruma alanları (0-300 m), kısa mesafeli koruma alanı (300-1000 m), orta mesafeli koruma alanı (1000-2000 m), uzun mesafeli koruma alanı (2000 m- havza sınırına kadar) olarak üç sınıfa ayrılmaktadır. Mutlak koruma alanlarında, ĐSKĐ tarafından yapılacak/yaptırılacak su arıtma tesisi hariç hiçbir yapıya izin verilmemekte, zorunlu hallerde yol inşaasına izin verilmektedir.

15 Ayrıca bu alanlarda doğal yapıyı bozmayacak şekilde ağaçlandırma faaliyetleri yapılabilmektedir. Kısa mesafeli koruma zonlarında ise mevcut yapıların haricinde yeni yapıların inşaası ve mezarlık vs. alanları yasaklanmıştır. Rekreasyonel amaçlı peyzaj alanlarının düzenlenmesine geçirimsiz betonarme yüzeyler oluşturmamak kaydıyla izin verilmektedir. Orta mesafeli koruma alanlarında kirletici nitelik taşıyan yapılar ve mezarlıkların yapılması yasaklanmıştır. Uzun mesafeli koruma alanlarında ise ilgili yönetmelikler dahilinde su kaynağını tehlikeye sokacak alanların yapılması yasaklanmıştır. Yurt dışındaki uygulamalarda tampon zon genişliğinin (Tg) belirlenmesinde farklı alan özelliklerini dikkate alan birçok metod ortaya konmuştur. Bu modeller, değişken sayısına bağlı olarak basit modellerden kompleks modellere kadar geniş bir yelpaze oluşturmaktadır. Çoğu kompleks model eğim, erodibilite, infiltrasyon oranı gibi çoklu faktörlere dayanarak ortaya konmuştur. Bunlardan bazıları aşağıda sıralanmıştır. Hawes ve Smith, (2005) de, Brown ve diğ., (1987) de yaptığı çalışmada tampon zon genişliğini (Tg) aşağıdaki şekilde belirlemişlerdir. = ğ ö ü (4) Cook Üniversitesi Doğal Kaynaklar Bölümü tarafından ortaya konulan çalışmada Tg aşağıdaki şekilde ifade edilmiştir (Hawes ve Smith, 2005). =2.5 ü ş ü ğ (5) Mander ve diğ., (1997) ise aşağıdaki formülü kullanmıştır; Tg=(tqfi 1/2 )/(mk i n) (6)

16 [ t=sabit değişken (0,00069), q=yüzeysel akış süresi ortalaması, f=dere ile havza sınırı arasındaki mesafenin dere uzunluğuna oranı, i=eğim, m= manning (n) pürüzlülük katsayısı, K i =suyun infiltrasyon oranı, n=toprak su tutma kapasitesi] Nieswand ve diğ., (1990) aşağıdaki formülü kullanarak Tg değerini belirlemiştir; Tg=k(s 1/2 ) (7) [k=15.24 m (sabit sayı), s=% eğim] 2.3.1. DEĞĐŞKEN GENĐŞLĐK YÖNTEMĐ Değişken tampon zon genişliğini ayarlamak için yaygın olarak kullanılan modelde, eğimin 1 derece artmasına karşılık, tampon zon genişliği 60 cm artırılmaktadır. Bu nedenle modelin geçirimsiz yüzeyler ve dik arazilerde kullanılması önerilmez (Şekil 2.5). Cook Üniversitesi söz konusu yaygın modelin % 15 den büyük eğimlerde kullanılmamasını tavsiye ederken, Wenger (1999) % 25 den büyük eğimlerde kullanılmamasını önermektedir. Şekil 2.5 : 30-50 m arasında değişen tampon zon uygulaması

17 2.3.2. SABĐT GENĐŞLĐK YÖNTEMĐ Sabit genişlik yöntemi yönetici için en kolay yöntemdir. Buna karşın kaynak için hedeflenen en uygun genişliğin seçilmesine dikkat edilmelidir. Ancak, çalışmalar göstermiştir ki sabit tampon zon genişliği kullanılsa da, tampon zon genişliğinin artmasıyla kirleticilerin elimine edilmesi de artmaktadır. Ancak tabii ki bu yöntemde amaç en büyük tampon zon genişliğini uygulamak değil, amaçlanan yeterlilikteki tampon zon genişliğini uygulamaktır (Hawes ve Smith, 2005). Örneğin Peterjohn ve Corell (1984) yaptığı bir çalışmada, 18 m genişliğindeki tampon zonun % 90 oranında sedimenti tuttuğu, ancak genişliğin iki katına çıkarılmasıyla ise % 94 sediment tutma oranına ulaşıldığı ifade edilmektedir. Eğer sabit genişlik yöntem uygulanacaksa, toprak türü ve eğim sınıfları dikkate alınmalı ve uygun genişlik tespit edilmelidir. Bu yöntemde kullanılacak minimum tampon genişliği 30 m olmalıdır. Tüm bu açıklamalara rağmen Şekil 2.6 de görüldüğü üzere topoğrafyaya bağlı olarak ormanlık alanlarda akış her zaman uniform olmamaktadır. Bu durumda sabit genişlik yöntemi etkinliğini kaybetmektedir. Şekil 2.6 : a) Uniform akış b) Nonuniform akış (Bentrup, 2008).

18 2.3.3. ÜÇ ZON YÖNTEMĐ Üç zon sistemi, ilk olarak Amerikadaki Chesapeake Körfezinin korunması amacıyla geliştirilmiştir (Welsch, 1991). Bu yöntemde çayır, çalı ve ağaç gruplarının kombine edilmesiyle oluşturulan vejetasyon alanı tampon zonun sağlayacağı etkinliği ve çeşitliliği artırmada önemli rol oynamaktadır. Bu sistemde tampon zon fonksiyon ve genişlik bakımından 3 parça halinde ele alınmaktadır (Şekil 2.7). Şekil 2.7 : Üç zon yöntemi (Welsch, 1991) Zon-1 de doğal yapısı bozulmamış üretim dışı alan olarak 4.5 m genişliğindeki alanda doğal ağaç ve çalılar bulunmaktadır. Bu ağaçlar akarsu gövdesi üzerinde gölgelik alan oluşturmak kaydıyla, akuatik organizmalar için uygun su sıcaklığını sağlamaktadır. Alan içerisinde üretim yapılmamaktadır. Zon-2 işletme alanı veya yönetim ormanı olarak adlandırılmakta ve zon genişliği 18 m olarak önerilmektedir. Bu alan içerisinde Zon-1 de olduğu gibi doğal ağaç ve çalılar bulunmaktadır. Yatak stabilizasyonu sağlamak ve problemli ağaçları (devrik vb) almak haricinde herhangi bir uygulama yapılmamaktadır. Đşletme alanı, Zon-3 tarafından tutulamayan sedimenti tutmakta, besin elementlerini absorbe etmekte bir yandan da yaban hayatı için yaşam alanı

19 oluşturmaktadır. Yüzeysel akış kontrolünü amaçlayan Zon-3 de ise mevcut çim ve otsu bitkiler için kontrollü biçmeye izin verilmektedir (Welsch, 1991) (Tablo 2.3). Tablo 2.3 : Üç zon yöntemi (Welsch, 1991) Zon-1 Zon-2 Koruma zonu (Üretim Dışı alan) Đşletme alanı Zon-3 Yüzeysel Akış Kontrol Alanı Minimum genişlik Bitkisel bileşenler Fonksiyon Yönetim Đlkeleri 4,5 m 18 m 9 m Doğal ağaçlar ve çalılar Doğal ağaçlar ve çalılar Çim ve otsu bitkiler - Yamaç stabilizasyonu - Besin elementlerinin, - Yüzeysel akışı - Habitat sedimentin ve yavaşlatmak, - Gölgelendirme kirleticilerin yüzeyden - Sediment ve - Sel oluşumunu önleme ve yer altı suyundan pestisitlerin tutulması uzaklaştırma, - Habitat Yamaç stabilizasyonu ve problem Kuvvetli ve daha iyi bir büyüme Kontrollü bir şekilde çim yaratabilecek vejetasyonun sağlamak için aralama alanların biçilmesi çıkarılmasına izin verilmektedir çalışmalarına izin verilmektedir 2.3.4. ĐKĐ ZON YÖNTEMĐ Bu yöntem üç zon yönteminin basitleştirilmiş hali olarak gösterilebilir. Mevcut sistemde üç zon yönteminden farklı olarak yüzeysel akış kontrol alanını oluşturan çim ve otsu bitkilerden oluşan alan bulunmamaktadır. Koruma zonu ve idari zon olmak üzere iki kısımdan oluşmaktadır. 2.4. TAMPON ZON VE ÜRETĐM ÇALIŞMALARI Üretim çalışmalarında amaç bir yandan ormanın sürdürülebilirliğini sağlarken, bir yandan da orman içi yaşama ve etki alanına en az zararı vermektir. Bu nedenle yukarıda bahsedildiği üzere orman içi alanlarda yapılacak üretim çalışmalarında tampon zonlar kendi içerisinde değerlendirilmelidir. Su kaynaklarını ve su kalitesini etkileyen en önemli faktörlerden biri de su kenarlarında tampon zonlara yönelik olarak yapılan ormancılık uygulamalarının yapısal ve işlevsel özellikleridir. Tampon zon alanlarında yapılan ormancılık uygulamalarının, su kalitesini

20 doğrudan etkilediği belirtilmektedir (Hill, 1996). Havza içerisinde yapılacak olan ormancılık üretim çalışmalarından kaynaklanan olumsuz etkilerden mikroklimanın iyileştirilmesinde (Rykken ve diğ., 2007), sedimentin ve diğer kirleticilerin etkisinin azaltılmasında (Neary ve diğ., 1993) tampon zon alanları önemli rol oynamaktadır. Kuzey Amerika nın doğusunda Appalachian dağlarında yapılan farklı çalışmalarda tampon zon alanlarındaki bitki örtüsünün kaldırılmasının akuatik kaynaklar üzerindeki etkisi araştırılmıştır (Clinton, 2010). Bu çalışmalar sonucunda sarp dağlık arazilerde, bitki örtüsünün azaltılması sonucunda dere yüzeyi üzerinde gölgeleme alanının azalması, toprak bozulması gibi sebeplerden, sıcaklık, sediment ve dere rejiminin etkilendiği vurgulanmıştır. Dere kenarlarındaki ormanlık alanlarda yapılacak tıraşlama kesimlerinin veya meşcere kapalılığını düşürecek üretim çalışmalarının akarsulardaki su sıcaklığını direkt olarak artırdığı ve akuatik yaşama zarar verdiği belirtilmektedir (Shrimpton ve diğ., 2000). Görüldüğü üzere akuatik yaşamı korumak amacı taşıyan tampon zonların tesisinde üretim planlaması yapılırken dere genişliğinin dikkate alınması gerekmektedir. Bu sayede daha uzun dere genişliğine sahip alanlarda daha büyük tampon zon alanları bırakılması gerekecektir. Davies ve Nelson (1994), üretim yapılmış ormanlarda, dereye ulaşan sedimentin azaltılmasında tampon zonların önemli bir etken olduğunu, 30 m lik tampon zon uygulamasının da sediment etkisini azaltmada yeterli olacağını vurgulamıştır. Üretim çalışmalarının tüm aşamalarının tampon zon genişliğinin belirlenmesinde etkili olduğu, tampon zonun eğiminin ve erodibilitesinin ise daha az etkili olduğunu tespit etmiştir. Yılmaz ve Çiçek (2004), su kaynakları etrafında yapılan çalışmaların su kaynaklarını doğrudan etkilediğinden, bu kaynaklar etrafının koruma zonu olarak belirlenmesini, ve su çevresi işletme sınıfı adında sınırlı ormancılık uygulamalarının yapıldığı bir işletme sınıfı olarak değerlendirilmesini önermiştir.

21 3. MALZEME VE YÖNTEM Araştırma alanı olarak Đ.Ü. Eğitim ve Araştırma Ormanı seçilmiş, tampon zon modelinin uygulanması bu alanda gerçekleştirilmiştir. Modelin oluşturulması için öngörülen arazi verileri ise yine Đ.Ü. Orman Fakültesi Eğitim ve Araştırma Ormanı içerisinde oluşturulan örnek alanlardan elde edilmiştir. 3.1. MALZEME Bu bölümde arazi çalışmalarının ve örnek tampon zon denemesinin yapıldığı araştırma alanına ait genel bilgiler verilerek alanın tanıtımı yapılmaya çalışılmıştır. Bu kapsamda, 1/5 000 ölçekli Đ.Ü. Orman Fakültesi Eğitim ve Araştırma Ormanı Amenajman Planı (2007-2016), altlıkları ve bu alana ait 2008 alım tarihli IKONOS multispektral uydu görüntüsü ile Kantarcı (1980) tarafından elde edilen kaynak ve altlıkları kullanılmıştır. 3.1.1. ARAŞTIRMA ALANININ GENEL TANITIMI 3.1.1.1. Coğrafi Konum ve Topoğrafik Yapı Araştırma için seçilen alan, Marmara Bölgesi nin Trakya tarafında bulunan plan ünitesi içinde olup, Greenwich e göre 28⁰ 59 17-29⁰ 32 25 doğu boylamları ile; 41⁰ 09 15 41⁰ 11 01 kuzey enlemleri arasında yer almaktadır. Tamamı sahil şeridi üzerinde bulunan plan ünitesinin en alçak noktası yaklaşık 10 m yükselti ile Baklalıdere, en yüksek noktası ise 231 m ile Büyükdoğan Tepe dir (Şekil 3.1).

22 Şekil 3.1 : Araştırma alanının coğrafi konumu Đ.Ü. Orman fakültesi Eğitim ve Araştırma Ormanı iki parçadan oluşmaktadır. Kuzey parça sınırları Kuzey Sınırı : Bahçeköy-Çayırbaşı asfaltının kuzey tarafında yer alan bu parçada kuzey sınır, Eğitim ve Araştırma Ormanı nın kuzeybatı köşesinde Balabandere den başlayarak, Yandere ile Kılıçpınar mevkiine ulaşan sınır, buradan eski Kılıçpınar- Kocataş sırt yolunu izleyerek Kocataş mevkiine, buradan mülkiyeti Tekel Đdaresi ne ait olan Ezba Ormanı na ulaşmaktadır. Doğu Sınırı :Tekel Ezba Ormanı mülk sınırı ile Bahçeköy-Çayırbaşı asfaltına inmektedir. Güney Sınırı :Doğu sınırının bitim noktasından batıya doğru Bahçeköy-Çayırbaşı asfaltını izleyerek eski Kocameşe mevkiindeki Beton Köprü de son bulunmaktadır. Batı Sınırı : Beton Köprü den başlar ve Balabandere yi takiben kuzey sınırda sona ermektedir.

23 Güney parça sınırları Kuzey sınırı : Kuzeybatıda Bahçeköy-Çayırbaşı asfaltı üzerindeki tarihi su kemerinden başlayarak, asfaltı takiben Balabandere üzerindeki Beton Köprü ye kadar gelmekte, Köprüden itibaren Çakaldere sonuna kadar dereyi takip ederek, bu noktadan itibaren özel şahıs arazileri devam eden ortak sınır, doğu sınırına birleşmektedir. Doğu sınırı : Hacıosman Bayırı nın batı tarafındaki dere tabanı oluşturur. Güneye doğru yükselen arazi üzerindeki çamlı sırtı izleyen mülk sınırı eski kil ocağında Bahçeköy- Hacıosman yoluna birleşmektedir. Güney sınırı : Yer yer su ayrım çizgisi, yer yer eski yolu takip etmektedir. Batı sınırı : Yer yer su ayrım çizgisi, yer yer eski yolu takiben su kemerinde son bulunmaktadır. Araştırma alanı topoğrafik yapısı itibariyle yükseklik basamakları 3-231 m arasında değişmektedir. Ortalama yükselti 114 metredir (Şekil 3.2). Yükseklik basamakları haritasına bakıldığında en büyük yükseklik basamağını 108,55 hektar ile 118-139 m arasındaki grup oluşturmaktadır (Şekil 3.2). Şekil 3.2 : Araştırma alanının yükselti basamakları haritası

24 Araştırma alanı içerisinde dağ bulunmamaktadır. Belli başlı tepeler ise; Büyükdoğan tepe (231 m), Sivritepe (196 m), Esentepe (159 m) ve Yaylıtepe (146 m) dir. Alan içindeki önemli sırtlar ise, kuzeyde Kılıçpınar sırtı, güneyde Kambursuyu sırtlarıdır. Bu iki ana sırt dışında kuzey parçada üç, güney parçada iki olmak üzere toplam beş adet isimsiz sırt bulunmaktadır. Araştırma alanının eğim sınıfları haritası % 0-20, % 20-40, % 40-60, % 60-80, % 80-100 olmak üzere 5 farklı grupta oluşturulmuştur. Alansal olarak en büyük eğim grubunu toplam alanın % 39,95 ini oluşturan % 20-40 eğim grubu, alansal olarak en küçük eğim grubunu ise toplam alanın % 0,37 sini oluşturan % 80-100 eğim grubu oluşturmaktadır. Alanın ortalama eğimi % 28 dir (Şekil 3.3). Şekil 3.3 : Araştırma alanının eğim grupları haritası

25 Araştırma alanına ait bakı gruplarının dağılımına bakıldığında 173,90 hektar ile tüm alanın % 18,49 unu oluşturan Kuzey bakının hakim olduğu görülmektedir. Ancak bakı gruplarının alana homojen bir şekilde dağılmaktadır. Alanın kuzey parçasında ise genel durumun aksine batı bakı grubunun hakim olduğu görülmektedir (Şekil 3.4). Şekil 3.4 : Araştırma alanının bakı grupları haritası

26 3.1.1.2. Jeolojik Yapı ve Ana Toprak Türleri Araştırma alanında devon, üst pliosen, üst silür ve miosen jeolojik devirlerine ait formasyonlar bulunmaktadır. Üst devon, Eğitim ve Araştırma Ormanı nın yarıdan fazlasını kaplamaktadır. Bu jeolojik devre ait oluşumlar Büyükdoğan Tepesi nin kuzeyinde, Kılıçpınar sırtı ve çevresinde, Sivritepe ve Balabandere nin doğusunda, Bahçeköy Çayırbaşı asfaltının her iki tarafı ile, Sultan Mahmut Kemeri nin güneydoğusu, Bahçeköy sırtı yolunun kuzeyi ve Hacıosman Bayırı nın batısında yer almaktadır. Üst devon arazileri üzerinde, yükseltileri 25-239 m arasında değişen taban düzlüğü, yamaç ve tepe düzlüğü gibi değişik topografik oluşumlar yer almaktadır. Üst pliosen devrine ait oluşumlar ise Bahçeköy-Çayırbaşı yolunun güneyinde görülmektedir. Belgrad Ormanı için yapılmış toprak tipleri haritasından türetilen (Kantarcı, 1980) Toprak türleri haritasına bakıldığında 263,10 hektar ile alanın % 57,31 ini oluşturan balçıklı kil toprak türü alanın önemli bir kısmını oluşturmaktadır. Araştırma alanında görülen diğer toprak türleri ise Balçıklı Kil/Kil, Balçıklı Kil/Kumlu Balçık, Kumlu Killi Balçık/Balçıklı Kil, Kumlu Kil ve Kil dir (Şekil 3.5). Şekil 3.5 : Araştırma alanın toprak türleri haritası

27 3.1.1.3. Genel Đklim Özellikleri ve Hidroloji Araştırma alanına ait 1980-2009 yılları arasına ait iklim verileri Bahçeköy Meteoroloji istasyonundan sağlanmıştır (Tablo 3.1). Alana ait en yüksek ortalama sıcaklık değeri Ağustos ayında 22.1 derece olarak ölçülmüştür. En yüksek sıcaklık 40.7 C, en düşük sıcaklık şubat ayında -11.4 C olarak ölçülmüştür. Yıllık yağış miktarı en yüksek yağış toplamda 183. 2 mm ile Aralık ayında, en az ise 39.4 mm ile temmuz ayında kaydedilmiştir. Yıllık toplam yağış miktarı ise 1111. 4 mm dir. Nisbi nem en yüksek % 81.4 ile Ocak ayında ölçülmüştür. Karla örtülü gün sayısı bakımından en yüksek ortalamaya sahip ay 5.6 gün ile Şubat ayıdır. Hakim rüzgar yönü ise Kuzeydoğu olarak ölçülmüştür (www.tumas.dmi.gov.tr). Tablo 3.1 : Bahçeköy Meteoroloji Đstasyonuna ait bazı iklim verileri (1980-2009) Araştırma alanının en önemli deresi; kuzey parçanın batıdaki, güney parçanın kuzeydeki sınırını oluşturan ve aşağı kesimde Baklalıdere adını alan Balabandere dir (Şekil 3.6). Eğitim ve Araştırma Ormanı içindeki tüm derelerin suyunu Đstanbul Boğazı na akıtan bu dere dışında, kuzeydeki parça içinde 5 adet, güneydeki parça içinde 5 adet olmak üzere toplam 10 adet küçük dere mevcuttur. Bu derelerin adları sırasıyla; Havuzludere, Taşocağı Deresi, Kocatarla Deresi, Sivritepe Deresi, Fındıksuyu Deresi, Kambursuyu deresi, Pırasadere, Çakaldere, Karadere ve Zuvaldere dir.

28 Şekil 3.6 : Araştırma alanındaki dereler

29 3.1.1.4. Bitki Örtüsü ve Meşcere Kapalılığı Araştırma alanı içerisindeki doğal ağaç türlerinin başında Kestane (Castanea sativa Mill.), Sapsız meşe (Quercus patrea), Macar Meşesi (Quercus frainetto Ten.), Saçlı Meşe (Quercus cerris L.), Ihlamur (Tilia argentea Dest.), Adi Gürgen (Carpinus betulus L.), Kızılağaç (Alnus glutinosa L.) türleri gelmektedir. Ağaç Türleri: Karaçam, Fıstıkçamı, Meşe, Gürgen, Kayın, Kestane, Defne, Fındık ve Yalancı akasya dır. Ağaççık ve Maki Türleri : Başta Ağaç Fundası ve Çalı Fundası olmak üzere, Kuş Üvezi, Muşmula, Fındık, Akçakesme ve dikilmiş Laden dir. Bunun dışında çok az miktarda Defne ve Kocayemiş de mevcuttur. Ağaç türlerinin simgelenmesinde Karaçam Çk, Fıstıkçamı Çf, Meşe M, Gürgen Gn, Kayın Kn, Kestane Ks, Defne Df, Fındık Fn, Yalancı Akasya Ya ve diğer yapraklılar Dy olarak gösterilmiştir. Araştırma alanının geneline bakıldığında kapalılık 355,66 hektar ile tüm alanın % 48 ini oluşturan 3 kapalılığın hakim olduğu görülmektedir (Şekil 3.7). 2 kapalı alanların ise 167,09 hektar ile tüm alanın % 23 ünü temsil ettiği, 1 kapalı alanların ise 104,90 hektar ile tüm alanın % 14 ünü temsil ettiği görülmektedir. Ayrıca tüm alanın % 11 ini oluşturan 81,23 hektarlık BMDy (Bozuk Meşe Diğer yapraklı) alanından oluştuğu görülmektedir.

30 Şekil 3.7 : Araştırma alanına ait meşcere kapalılığı 3.1.2. HARĐTA ALTLIKLARI Çalışma kapsamında araştırma alanının veri ve harita altlıkları 1/5000 ölçekli Đ.Ü. Orman Fakültesi Eğitim ve Araştırma Ormanına ait Amenajman Planından (2007-2016) ve bunlardan türetilen haritalardan yararlanılmıştır. 3.2. YÖNTEM Çalışma kapsamında öngörülen tampon zon genişliğine bağlı tampon zon etkinlik oranının belirlenmesinde kullanılmak üzere, araştırma ormanı içerisinde sediment verimini hesaplamak için deneme parselleri ve sediment kapanları kurulmuştur. Farklı topoğrafik koşullardan ve farklı meşcere kapalılıklarından, yağış ile gelen sediment miktarları, lineer regresyon ve çoklu regresyon analizleri yapılarak elde edilmiş ve

31 sonuçlar ayrı ayrı grafik ve denklemlerle ifade edilmiştir. Bu sonuçların geneli ise oluşturulan nihai çoklu regresyon denklemi ile ortaya konulmuştur. Elde edilen sediment verileri doğrultusunda, araştırma alanı içerisindeki belirlenen bir örnek alt havzada, alternatif üretim senaryoları dahilinde tampon zon etkinlik oranları Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) ile sınanmıştır. 3.2.1. DENEME PARSELLERĐNĐN SEÇĐMĐ Deneme parsellerinin seçim kriterleri tespit edilirken, oluşturulan istatistiksel modeldeki parametrelerin kolay ve çabuk ulaşılabilir olması amaçlanmış, bu nedenle meşcere kapalılığı, eğim ve yamaç alanı dikkate alınmıştır. Toprak faktörleri ise, hem arazi hem de büro çalışmalarında, maliyet ve zaman açısından yük oluşturması nedeniyle araştırmacılarca önerilmediğinden dikkate alınmamıştır (Wenger, 1999). 3.2.1.1. Bağımlı Değişken Bağımlı değişken toprak kaybını temsil eden sediment faktörüdür. Bu faktör birçok erozyon modelinde de ana faktör olarak ele alınmıştır. Elde edilen sediment miktarının, seçilen bağımsız değişkenlere göre değişim miktarı oransal olarak incelenmiştir. Bu oransal değişimler, alanın sediment tutma oranının (STO) ve tampon zon etkinlik oranının (TEO) belirlenmesinde yardımcı olmuştur. 3.2.1.2. Bağımsız Değişkenler Deneme parsellerinin tesisi sırasında bağımlı değişken sedimente göre yamaç eğimi, yamaç uzunluğu, yamaç alanı, meşcere kapalılığı ve yağış faktörleri bağımsız değişken olarak belirlenmiştir. Bu kapsamda deneme alanları 0 kapalılık (tıraşlanmış alan), 2 kapalılık (% 41-70) ve 3 kapalılık (>%71) olmak üzere 3 farklı kapalılıktaki alanlara dağıtılmıştır. Uygun topoğrafik yapıda 1 kapalı alan bulunamadığından, bu kapalılık derecesinde deneme

32 alanı tesis edilmemiştir. 1 kapalılıktaki meşcerelere ait sediment verileri istatistiksel olarak tahmin edilmiştir. Modeli oluştururken matematiksel hatayı engellemek için gerçek kapalılık değerleri 2-5 arasında kodlanmıştır. Buna karşılık olarak gerçekte 0 kapalı alanlar 2, 1 kapalı alanlar 3, 2 kapalı alanlar 4, 3 kapalı alanlar 5 olarak tanımlanmıştır. Yamaç eğimi olarak % 0-100 arasında % 20,% 40,% 60,% 80 ve % 100 olmak üzere 5 farklı eğim grubu kullanılmıştır. Sediment kapanları 0-10 m arasında 1 metre genişliğinde 1 er metre aralıklarla 10 farklı uzunlukta yamaç eğimine paralel olacak şekilde tesis edilmiştir. Bu parsellerden örneklenen sediment miktarlarının farklı yamaç uzunluklarından elde edildiği varsayılmıştır (Şekil 3.8a). Şekil 3.8 : a) Yamaç uzunluklarına ait mevcut deneme deseni, b) Yamaç alanlarına ait türetilmiş deneme deseni Bu tür çalışmalarda yamaç alanı da önemli bir bağımsız değişken olarak değerlendirilmektedir. Ancak arazi çalışmaları sırasında oldukça fazla zaman ve emek alacağından farklı yamaç alanlarından gelen sediment miktarını hesaplayabilmek için 1m x 1m boyutlarındaki kapanların yan yana geldiği düşünülerek, 1-10 m 2 arasında değişen ve yamaç eğimine dik halde bulunan yeni sediment kapanlarının oluşturulduğu varsayılmıştır (Şekil 3.8b). Bu bağlamda kapalılık derecesi, yamaç uzunluğu, yamaç eğimi ve yağış miktarı sabit tutulmak koşuluyla farklı büyüklüklerdeki yamaç alanlarından taşınacak sediment miktarları tahmin edilmiş ve model çalışmalarına dahil edilmiştir.

33 Arazi çalışmalarında, farklı koşullara bağlı olarak gelen sediment miktarını belirleyebilmek amacıyla; 4 farklı kapalılık, 5 farklı eğim, 1 metre genişlik ve 1-10 m arasında 1 er m aralıklarla değişen 10 ayrı yamaç uzunluğu, 1-10 m 2 arasında 1 er m 2 aralıklarla değişen 10 ayrı yamaç alanı kapalı sistem sediment kapanları oluşturulmuştur. Bu kapanlarda da 19 farklı yağış miktarına bağlı olarak toplanan sediment miktarı tespit edilmiştir (Tablo 3.2). Regresyon modellerinde sediment miktarı bağımlı değişken olarak alınırken, yukarıda bahsi geçen diğer faktörler bağımsız değişken olarak modellere dahil edilmiştir. Yukarıda açıklanan bilgiler ışığında toplam 5680 adet sediment miktarı ölçülmüştür. Bu verilerin 5 m ve 10 m yamaç uzunluğuna karşılık gelenleri elde edilen çoklu regresyon denkleminin kalibrasyonu (testi) amacıyla veri setinden çıkarılmıştır. Böylece 1136 adet test verisi elde edilmiştir. Geri kalan 4544 adet veri yardımıyla da çoklu regresyon denklemi geliştirilmiştir. Tablo 3.2 : Örnek alan desenlerinin oluşturulmasında bağımsız değişkenlerin dağılımı Yamaç Eğimi(%) Yamaç uzunluğu (m) Yamaç Alanı (m2) Yağış(mm) 3 (%71-%100) 2(%41-%70) 1(%10-%40) 0(Traşlanmış Alan) 1 1 25 13.1 2 2 13.4 11.5 20 3 3 58.4 15.2 40 4 4 13.3 31.4 60 5 5 33.4 9.7 80 6 6 16.4 17.3 100 7 7 50.3 28.1 8 8 11.1 13.4 9 9 10.8 46.1 10 10 43.8 Toplam 4 5 10 10 19

34 Tablo 3.2 de gösterildiği gibi deneme alanları Đ.Ü. Orman Fakültesi Eğitim ve Araştırma Ormanının kuzey parçasında seçilen alanlara tesis edilmiştir. 36 no lu bölmedeki GnDyc3 meşceresi içerisine konumlandırılan sediment kapanlarında 3 kapalı alandan % 20-% 40-% 60- % 80- % 100 eğimli deneme parseli olarak berlirlenmiştir. Yine GnDy3 meşcere içerisinde % 20-% 40-% 60- % 80- % 100 eğimli alanlarda tıraşlama çalışması yapılarak 0 kapalı (tıraşlanmış alan) alanlar elde edilmiştir. 37 no lu bölme içerisindeki MGnb2 meşceresinde % 20 eğimli alan, Mb2 meşceresinde % 40-% 100 eğimli alan, Mb2-3 meşceresinde ise % 60-% 80 eğimli örnek alanlar tesis edilmiştir (Şekil 3.9). Şekil 3.9 : Araştırma alanı içerisinde seçilen örnek alanlar Sediment kapanlarına uygun alanlar belirlendikten sonra, öncelikle sisteme dışarıdan su-sediment girişini ve içerideki su-sedimentin dışarı kontrolsüz çıkışını engellemek amacıyla, toprak üzerinde ortalama 30 cm yüksekliğinde, toprak içinde ise 10 cm olmak kaydıyla plastik bariyerler (setler) oluşturulmuştur. Böylece kapalı sistem içindeki sediment kontrollü bir şekilde en küçüğü 20 litrelik olan sediment toplama kovalarına ulaştırılmıştır (Şekil 3.10).

35 Şekil 3.10 : Örnek alanların tesisi (Foto: M.AKGÜL, 2011) 3.2.2. ÖRNEKLERĐN TOPLANMASI Arazi çalışmaları kapsamında yağışın başlamasından bitimine kadar olan süre içerinde yağış verileri kaydedilerek, yağış sonrası arazide sediment kapanlarında biriken sediment örnekleri toplanarak laboratuvarda tartılmak üzere örnek alan özelliklerine göre etiketlenerek poşetlenmiştir (Şekil 3.11).

36 Şekil 3.11 : Sediment verilerinin toplanması (Foto: M.AKGÜL, 2011) Sediment örnekleri alınırken toplam sediment göz önünde bulundurulmuştur. Sediment kapanlarında sediment harici biriken dal, yaprak, böcek gibi tartım dışı maddeler ayrıldıktan sonra, sulu bir şekilde poşetlenerek toplanmış, laboratuvar aşaması için etiketlenmiştir. Şekil 3.12 : Sediment verilerinin kurutulması ve tartımı (Foto: M.AKGÜL, 2011)