Bakanlık Yayın No : 365 Müdürlük Yayın No : 057 ISSN 1300-9508 AYDIN LİNYİTLERİ AÇIK KÖMÜR HAVZASINDA MALZEME DÖKÜM ALANLARININ AĞAÇLANDIRMA YOLUYLA ISLAHI Revegetation and Soil Amendment Possibilities in Open Cast Mined Lands in Aydın Lignite Mines (ODC: 232.19, 233, 114.59) Dr. Hidayet KARAKURT M. Emin AKKAŞ Dr. Semra KOSTAK Emin KAYMAKÇI TEKNİK BÜLTEN NO: 43 T.C. ÇEVRE VE ORMAN BAKANLIĞI EGE ORMANCILIK ARAŞTIRMA MÜDÜRLÜĞÜ EGE FORESTRY RESEARCH INSTITUTE İZMİR - TÜRKİYE
Yayın Kurulu Editorial Board Başkan Head Dr. Fevzi BİLGİN Üyeler Members M. Emin AKKAŞ Dr. Mehmet SAYMAN H. Handan ÖNER Hadiye BAŞAR Yayınlayan Ege Ormancılık Araştırma Müdürlüğü Mustafa Kemal Bulvarı No: 75 Zeytinalanı Urla 35315 İzmir TÜRKİYE Published by Ege Forestry Research Institute Mustafa Kemal Bulvarı No: 75 Zeytinalanı Urla 35315 İzmir TURKEY Yayın Kabul Tarihi: 2008 Tel : +90 232 766 34 95 Faks: +90 232 766 34 99 E-posta: egearastirma@cevreorman.gov.tr Web: www.efri.gov.tr Baskı GÜNDOĞDU ELEKTRONİK Sanayi ve Ticaret Ltd. Şti. ISSN 1300-9508
ÖNSÖZ Aydın Linyitleri Açık Kömür Havzasında Toprak Islahı ve Yeniden Bitkilendirme İmkânları adlı (Proje No. 15.6202) bu proje Ege Ormancılık Araştırma Müdürlüğü tarafından Atay Holding in ilgili birimleriyle işbirliği ile yürütülmüştür. Bu projenin tamamlanması Sayın Erdoğan ATAY başta olmak üzere Atay Holding yöneticilerinin ve çalışanlarının ilgi ve yardımları olmaksızın gerçekleştirilemezdi. Bu yüzden emeği geçen herkese burada teşekkür ederiz. Ege Ormancılık Araştırma Müdürlüğünden başta merhum Müdür Ergün AVCIOĞLU ve Müdür Yardımcısı F. Can ACAR olmak üzere yöneticiler ve çalışanlar bu projenin arazi, büro ve laboratuar çalışmalarına önemli katkılar sağlamışlardır. Ege Ormancılık Araştırma Müdürlüğünden katkı sağlayan mesai arkadaşlarımıza teşekkür ederiz. Bu araştırmanın deneme alanlarında kullanılan fidanları temin ettiğimiz Muradiye (Manisa) ve Gökova (Muğla) Orman Fidanlıklarındaki ayrıca Bornova Zeytincilik Araştırma Enstitüsündeki yöneticilere ve diğer çalışanlara da teşekkür ederiz. Son olarak, İ.Ü. Orman Fakültesi Toprak ve Ekoloji Ana Bilim Dalı emekli öğretim üyesi Prof. Dr. Doğan KANTARCI ya proje sonuç raporu metnindeki değerli yorum ve katkılarından dolayı çok teşekkür ederiz. I
ÖZ Bu araştırma Aydın da açık ocak yöntemiyle linyit kömür işletmesi tamamlanan özel sektörden bir şirkete ait bir sahada yeniden bitki örtüsü tesisi için tür seçimine yardımcı olmak üzere yürütülmüştür. Kızılçam, badem, iğde (kuş iğdesi), zeytin ve yalancı akasya (salkım ağacı) türleri, materyal yaşı ve sulamanın etkisi işlem olarak denenmiştir. Elde edilen veriler yaşama yüzdelerinin ve beş yıllık ortalama boy artımlarının varyans analizine tabi tutulmasıyla değerlendirilmiştir. Anahtar kelimeler: Maden alanlarının iyileştirilmesi, ağaçlandırma, linyit, ağaç türü seçimi II
ABSTRACT This study was conducted to contribute to the choice of plant species in a mined land that belongs to a private lignite company in Aydın (Turkey). Calabrian pine, almond, Russian olive, olive and black locust were tree species, and the age of overburden materials, irrigation and addition of sheep manure as an organic fertilizer were tested. Collected data were evaluated with multiple variance analysis of survival percent and total height increment in a period of 5 years. choice Key words: mined site reclamation, reforestation, lignite, tree species III
İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ... I ÖZ... II ABSTRACT... III İÇİNDEKİLER... IV ÇİZELGELER DİZİNİ... V ŞEKİLLER DİZİNİ... VIII 1. GİRİŞ... 1 2. LİTERATÜR ÖZETİ... 2 3. MATERYAL VE YÖNTEM... 15 3.1. Materyal... 15 3.1.1. İklim... 15 3.1.2. Jeolojik Yapı ve Madencilik... 18 3.1.3. Toprak Yapısı:... 19 4. BULGULAR... 29 4.1 Yaşama Yüzdeleri... 29 4.2. Ortalama Boy Artımları... 37 4.2.1. Yalancı akasya... 38 4.2.2. Zeytin... 41 4.2.3. İğde... 44 4.2.4. Kızılçam... 46 4.2.5. Badem... 48 5. TARTIŞMA, SONUÇ VE ÖNERİLER... 52 5.1. Tartışma... 52 5.2. Sonuç ve Öneriler... 54 ÖZET... 57 SUMMARY... 58 KAYNAKLAR... 59 IV
ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 1. Aydın Meteoroloji İstasyonunun Gözlem Değerleri... 16 Çizelge 2. Thornthwaite Sistemine göre Aydın Meteoroloji İstasyonunun Su Bilânçosu... 17 Çizelge 3. Deneme Alanındaki Malzemenin Dikim Öncesindeki Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri... 22 Çizelge 4. Deneme Alanlarındaki Malzemenin Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri.. 23 Çizelge 5. Deneme Alanlarındaki Bozulmamış Malzemenin Hacim Ağırlıkları ile Diğer Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri... 25 Çizelge 6. Denemedeki İşlemlerin Özeti... 27 Çizelge 7. Deneme Alanının Tesisinde Kullanılan Ağaç Türleri... 27 Çizelge 8. Yaşama Yüzdeleri için Gerçekleştirilen Varyans Analizi Sonuçları... 30 Çizelge 9.Türler Açısından Yaşama Yüzdeleri için Duncan Çoklu Testi Sonuçları 31 Çizelge 10. Gübrelenmemiş ve Sulanmamış Parsellerde Malzeme Döküm Alanı Açısından Yaşama Yüzdeleri için Duncan Çoklu Testi Sonuçları... 32 Çizelge 11. Gübrelenmemiş Ancak Sulanmış Parsellerde Malzeme Döküm Alanı Açısından Yaşama Yüzdeleri için Duncan Çoklu Testi Sonuçları... 32 Çizelge 12. Gübrelenmiş Ancak Sulanmamış Parsellerde Malzeme Döküm Alanı Açısından Yaşama Yüzdeleri için Duncan Çoklu Testi Sonuçları... 32 Çizelge 13. Gübrelenmiş ve Sulanmış Parsellerde Malzeme Döküm Alanı Açısından Yaşama Yüzdeleri için Duncan Çoklu Testi Sonuçları... 33 Çizelge 14. Yeni Malzeme na Dikilen Ancak Sulanmayan Parsellerde Gübreleme Açısından Yaşama Yüzdesi için Duncan Çoklu Testi Sonuçları... 33 Çizelge 15. Yeni Malzeme Döküm Alanına Dikilen Ve Sulanan Parsellerde Gübreleme Açısından Yaşama Yüzdesi için Duncan Çoklu Testi Sonuçları... 34 Çizelge 16. Eski Malzeme na Dikilen ve Sulanmayan Parsellerde Gübreleme Açısından Yaşama Yüzdesi için Duncan Çoklu Testi Sonuçları... 34 Çizelge 17. Eski Malzeme na Dikilen ve Sulanan Parsellerde Gübreleme Açısından Yaşama Yüzdesi için Duncan Çoklu Testi Sonuçları... 34 Çizelge 18. Yeni Malzeme Döküm alanına Dikilen Ancak Gübrelenmeyen Parsellerde Sulama Açısından Yaşama Yüzdesi için Duncan Çoklu Testi Sonuçları... 35 Çizelge 19. Yeni Malzeme Döküm alanına Dikilen ve Gübrelenen Parsellerde Sulama Açısından Yaşama Yüzdesi için Duncan Çoklu Testi Sonuçları... 35 V
Çizelge 20. Eski Malzeme Döküm alanına Dikilen Ancak Gübrelenmeyen Parsellerde Sulama Açısından Yaşama Yüzdesi için Duncan Çoklu Testi Sonuçları... 35 Çizelge 21. Eski Malzeme Döküm alanına Dikilen ve Gübrelenen Parsellerde Sulama Açısından Yaşama Yüzdesi için Duncan Çoklu Testi Sonuçları... 36 Çizelge 22. Ağaç Türlerinin Malzeme Döküm alanı Durumlarına göre Yaşama Yüzdeleri... 36 Çizelge 23. Ağaç Türlerinin Malzeme Yaşı ve Gübreleme Durumlarına Göre Yaşama Yüzdeleri... 37 Çizelge 24. Yalancı akasya Türü için Gerçekleştirilen Varyans Analizi Sonuçları. 38 Çizelge 25. Sulanmayan Yalancı akasya Türü Fidanlarının Malzeme Döküm alanı İşlemi için Çoklu Duncan Testi... 39 Çizelge 26. Sulanan Yalancı akasya Türü Fidanlarının Malzeme Döküm alanı İşlemi için Çoklu Duncan Testi... 39 Çizelge 27. Yeni Malzeme Döküm alanına Dikilen Yalancı akasya Parsellerinde Sulama İşlemi için Ortalama Boy Artımlarının Çoklu Duncan Testi... 40 Çizelge 28. Eski Malzeme Döküm alanına Dikilen Yalancı akasya Parsellerinde Sulama İşlemi için Ortalama Boy Artımlarının Çoklu Duncan Testi... 40 Çizelge 29. Yalancı akasya Fidanlarının Gübreleme İşlemi için Ortalama Boy Artımlarının Çoklu Duncan Testi... 41 Çizelge 30. Zeytin Türü için Gerçekleştirilen Varyans Analizi Sonuçları... 41 Çizelge 31. Sulanmayan Zeytin Parsellerindeki Malzeme Döküm alanı Durumuna Göre Ortalama Boy Artımları için Duncan Çoklu Testi... 42 Çizelge 32. Sulanan Zeytin Parsellerindeki Malzeme Döküm alanı Durumuna göre Ortalama Boy Artımları için Duncan Çoklu Testi... 42 Çizelge 33. Yeni Malzeme Döküm Alanındaki Zeytin Fidanlarının Sulama İşlemi Bakımından Ortalama Boy Artımlarıyla İlgili Olarak Yürütülen Duncan Çoklu Testi... 43 Çizelge 34. Eski Malzeme Döküm Alanındaki Zeytin Fidanlarının Sulama İşlemi Bakımından Ortalama Boy Artımlarıyla İlgili Olarak Yürütülen Duncan Çoklu Testi... 43 Çizelge 35. Zeytin Fidanlarında Gübreleme İşlemi için Yürütülen Duncan Çoklu Testi... 43 Çizelge 36. İğde Türü için Gerçekleştirilen Varyans Analizi Sonuçları... 44 Çizelge 37. Sulanmayan İğde Parsellerinde Malzeme Döküm Alanının Etkisi için Duncan Çoklu Testi... 45 Çizelge 38. Sulanan İğde Parsellerinde Malzeme Döküm Alanının Etkisi için Duncan Çoklu Testi... 45 VI
Çizelge 39. Yeni Malzeme Döküm Alanında Sulamanın İğde Fidanlarının Ortalama Boy Artımı Üzerindeki Etkisi için Duncan Çoklu Testi... 45 Çizelge 40. Eski Malzeme Döküm Alanında Sulamanın İğde Fidanlarının Ortalama Boy Artımı Üzerindeki Etkisi için Duncan Çoklu Testi... 46 Çizelge 41. Kızılçam Türü için Gerçekleştirilen Varyans Analizi Sonuçları... 46 Çizelge 42. Sulanmayan Parsellerde Malzeme Döküm alanı İşleminin Kızılçam Fidanlarının Ortalama Boy Artımı Üzerindeki Etkisi için Duncan Çoklu Testi... 47 Çizelge 43. Sulanan Parsellerde Malzeme Döküm alanı İşleminin Kızılçam Fidanlarının Ortalama Boy Artımı Üzerindeki Etkisi için Duncan Çoklu Testi... 47 Çizelge 44. Yeni Malzeme Döküm Alanındaki Parsellerde Sulama İşleminin Kızılçam Fidanlarının Ortalama Boy Artımı Üzerindeki Etkisi için Duncan Çoklu Testi... 48 Çizelge 45. Eski Malzeme Döküm Alanındaki Parsellerde Sulama İşleminin Kızılçam Fidanlarının Ortalama Boy Artımı Üzerindeki Etkisi için Duncan Çoklu Testi... 48 Çizelge 46. Badem Türü için Gerçekleştirilen Varyans Analizi Sonuçları... 49 Çizelge 47. Sulanmayan Parsellerde Malzeme İşleminin Badem Fidanlarının Ortalama Boy Artımı Üzerindeki Etkisi için Duncan Çoklu Testi... 49 Çizelge 48. Sulanan Parsellerde Malzeme Döküm alanı İşleminin Badem Fidanlarının Ortalama Boy Artımı Üzerindeki Etkisi için Duncan Çoklu Testi... 50 Çizelge 49. Sulamanın Yeni Malzeme Döküm Alanındaki Parsellerde Bulunan Badem Fidanlarının Ortalama Boy Artımı Üzerindeki Etkisi için Duncan Çoklu Testi... 50 Çizelge 50. Sulamanın Eski Malzeme ndaki Parsellerde Bulunan Badem Fidanlarının Ortalama Boy Artımı Üzerindeki Etkisi için Duncan Çoklu Testi... 51 VII
ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 1. Deneme Alanı Çevresinin Genel Haritası (Microsoft, 1998)... 15 Şekil 2. Thornthwaite sistemine göre Aydın Meteoroloji İstasyonunun su bilânçosu grafiği... 17 Şekil 3. Deneme Alanı ve Çevresinin Jeoloji Haritası (Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, 2002)... 18 Şekil 4. Deneme Alanı ve Çevresinin Doğal Toprak Haritası (Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü, 2001)... 20 Şekil 5. Türlere Göre Yaşama Yüzdeleri... 31 Şekil 6. Ağaç Türlerinin Malzeme Döküm Alanı Durumlarına Göre Yaşama Yüzdeleri... 36 Şekil 7. Ağaç Türlerinin Malzemenin Özelliklerine ve Gübreleme Durumlarına göre Yaşama Yüzdeleri... 37 VIII
1. GİRİŞ Daha önceleri yeraltındaki maden kaynakları yeraltı madenciliği yöntemleriyle işletilmekteyken, 1970 lerden beri ağır iş makinelerinin geliştirilmesi sonucunda açık maden işletmeciliği mümkün hallerde tercih edilen yöntem olmaya başlamıştır. Açık kömür işletmeciliği yapılan sahalarda bitki örtüsü kaldırılmakta, toprak tabakası ve altındaki jeolojik materyal sıyrılmakta ve kömür çıkarılmaktadır. Ağır iş makineleri kullanılarak gerçekleştirilen bu işlemler sonucunda; bu sahalarda çevredeki hava, su ve toprak kaynakları ciddi oranda zarar görmektedir. Sahada zeminin altında bulunan bu kömürü çıkarmak amacıyla gerçekleştirilen hafriyat işlemleri sonucunda sahanın yer yüzü şekilleri (topografyası) de ciddi oranda değişmektedir. Buralarda mevcut olan organik madde bakımından zengin ve biyolojik bakımdan aktif üst katmanlardaki toprak materyali hafriyat sonucu oluşan jeolojik materyal ile karışarak yok olmaktadır. Ege Bölgesinde Aydın şehir merkezine çok yakın bir sahada faaliyetlerini uzun bir süreden beri sürdüren Atay Holding e bağlı bir şirket olan Aydın Linyit AŞ Ege Ormancılık Araştırma Müdürlüğünden mevcut sahalarının atıl vaziyette kalmaması ve buralarda bitki örtüsü tesis edilmesi için teknik yardım talep etmiştir. Bunun üzerine, Ege Ormancılık Araştırma Müdürlüğü ile Aydın Linyit Madencilik Sanayi ve Ticaret A.Ş. arasında 17 Aralık 1999 tarihinde düzenlenen protokolle bir araştırma projesinin tesisi ve yürütülmesi konusunda işbirliğine gidilmiştir. Bu teknik bülten beş yıllık arazi denemesinin sonucunda hazırlanmıştır. 1
2. LİTERATÜR ÖZETİ Açık maden alanlarının iyileştirilmesi konusunda çok sayıda yerli ve yabancı literatür bulunmaktadır. Ancak daha önce Ege Ormancılık Araştırma Müdürlüğü tarafından yürütülen bir projenin sonuç raporu olan Ege Bölgesinde Açık Kömür İşletmesi ve Toprak Döküm Alanlarındaki Ekolojik Şartlar ile Bu Alanlara Uygun Ağaçlandırma Tekniklerinin ve Ağaç Türlerinin Belirlenmesi adlı teknik bültende ilgili literatürün önemli bir kısmı özetlenmiştir (Karakurt, 2004). Konuya ilgi duyanlar söz konusu teknik bültenin ilgili bölümüne bakabilirler. Burada tekrardan kaçınmak amacıyla önemli görülen ve yeni elde edilen yayınlardan bahsedilecektir. Karakurt (2002, 2004) Ege Bölgesinde yürütmüş olduğu araştırmada TKİ ye bağlı linyit işletmeciliği tamamlanan sahalardaki materyal döküm harmanları üzerinde çeşitli ağaç türlerinin gelişmelerini incelemiştir. Bu proje, TKİ ye bağlı işletmeler tarafından açık ocak yöntemiyle linyit kömürü madenciliği yapılarak tahrip olmuş sahaların yeniden orman haline getirilebilmesi için kullanılacak ağaç türlerinin tespiti, tüplü (çıplak köklü) fidan kullanımının başarıya etkisi ve inorganik gübrelemeye fidanların tepkilerinin belirlenmesi amacıyla yürütülmüştür. Karakurt un (2002, 2004) söz konusu araştırmasındaki sonuçlar özetle aşağıda yazılmıştır: 5 yıl süren denemedeki ölçmelerin değerlendirilmesi sonucunda Soma daki deneme alanında yaşama yüzdeleri bakımından istatistikî anlamda aralarında önemli farklılık bulunan çıplak köklü dikilen fidanların başarı sıralaması şöyledir: Robinia pseudoacacia (% 100), Cedrus libani (% 95,4), Pinus elderica (% 76,5), Ailanthus glandulosa (% 69,4), Pinus brutia (% 59,3), Eleagnus angustifolia (% 52,8). Soma deneme alanında, tüplü dikilen ağaç türleri arasında fidanların yaşama yüzdeleri bakımından istatistiki açıdan önemli farklılık bulunamamıştır. Tüplü dikilen fidanların yaşama yüzdeleri Pinus brutia da % 98,6; Pinus nigra da % 94,6; Pinus pinea da % 100, Cedrus libani de % 90,7 olarak tespit edilmiştir. Soma deneme alanında çıplak köklü olarak dikilen türlerin boy ortalamaları şöyledir: Ailanthus glandulosa 28,7 cm; Cedrus libani 41,4 cm; Eleagnus angustifolia 81,7 cm; Pinus brutia 62,0 cm; Pinus elderica 68,1 cm; Robinia pseudoacacia 153,4 cm olarak tespit edilmiştir. Tüplü olarak dikilen ağaç türlerininki ise Cedrus libani 61,3 cm; Pinus brutia 77,4 cm; Pinus nigra 69,1 cm; Pinus pinea 42,2 cm olarak tespit edilmiştir. 4 yıl süren denemedeki ölçmelerin değerlendirilmesi sonucunda Milas deneme alanında çıplak köklü dikilen türler arasında yaşama yüzdeleri bakımından istatistikî anlamda önemli farklılık bulunmuştur. 2
Dikilen fidanların başarı sıralaması şöyledir: Cupressus sempervirens (% 95,4), Ailanthus glandulosa (% 94,4), Pinus brutia (% 84,3), Eleagnus angustifolia (% 71,3), Robinia pseudoacacia (% 54,6), Amygdalus communis (% 17,6). Burada tüplü dikilen fidanlarda yaşama yüzdeleri: Cupressus sempervirens de % 95,4 ve Pinus brutia da % 98,2 olarak tespit edilmiştir. Milas deneme alanına çıplak köklü olarak dikilen türlerin boy ortalamaları şöyledir: Cupressus sempervirens 271,7 cm; Ailanthus glandulosa 168,3 cm; Pinus brutia 158,6 cm; Eleagnus angustifolia 194,4 cm; Robinia pseudoacacia 318,8 cm; Amygdalus communis 145,7 cm olarak tespit edilmiştir. Tüplü dikilen ağaç türlerininki ise Cupressus sempervirens 274,4 cm; Pinus brutia 125,3 cm olarak tespit edilmiştir. Milas deneme alanındaki fidanlar Soma dakilere göre bir yıl daha sonra tesis edilmiş olmasına rağmen ortalama boylar ve yaşama yüzdeleri bakımından yetişme ortamı farklılıkları sebebiyle (Robinia pseudoacacia nın yaşama yüzdesi dışında) daha üstündür. Tüplü dikilen fidanlar tüpsüz dikilenlere göre biraz daha boylu bulunmuştur. Milas deneme alanına dikilen Amygdalus communis yaşama yüzdesi bakımından en düşük performansı gösteren tür olmuştur. Ege Bölgesinde açık kömür işletmeciliği yapılan sahalarda, madencilik faaliyetlerine başlarken üstteki biyolojik bakımdan aktif olan toprak ayrı bir yerde depolanarak ağaçlandırma alanlarında değerlendirilmelidir. Hafriyat döküm sahalarında topografya oluştururken uygun şekil verilmeli ve en üste serilecek materyal ağaçlandırma veya bitkilendirmeye uygun özellikleri taşımalıdır. Doğal tür olan Pinus brutia başta olmak üzere ve Amygdalus communis dışında bu araştırmada Soma ve Milas deneme alanlarında kullanılan türler saf veya grup karışımı oluşturacak şekilde uygun sahalardaki rehabilitasyon amaçlı ağaçlandırmalarda değerlendirilebilir. Robinia pseudoacacia ve Eleagnus angustifolia türleri kışın yapraklarını döktükleri ve kökleriyle havadaki serbest azotu bağladıkları için ağaçlandırmalarda toprak oluşumunu hızlandırdıkları ve toprağı besin maddesi bakımından zenginleştirdikleri için gerekli durumlarda tercih edilebilir. Türkiye de açık ocak işletmelerinin artık materyallerinin ıslahı ve ağaçlandırılması konusunda ilk kapsamlı yayın olan Kantarcı nın (1988) araştırma makalesi tamamen arazideki ölçmelere, değerlendirmelere ve uygulamalara dayandırılmıştır. Çalışma ağaçlandırılacak ham materyallerin özelliklerinin belirlenmesi ve yeryüzü şekillerinin haritaya işlenmesi, kesitlerinin alınması ile başlatılmıştır. Materyallerin ağaçlandırmaya uygun olmayanlarının kumlu materyallerle kaplanması amacı ile materyal hareket planı yapılmıştır. Bu plana göre arazi tesviye edilmiştir. Üstü 3
kapatılamayan kil (veya killi) materyaller aynen değerlendirilmiştir. Arazi tesviyesinden sonra bölme, bölmecik taksimatı yapılmış ve yollar geçirilmiştir. Daha sonra bütün materyaller üçlü riper ile 80 cm derinliğe kadar riperlenmiştir. Tesviye edilemeyen dik eğimli yamaçlar ise teraslanmıştır. Ağaçlandırma alanına sahil çamı (Pinus pinaster), Fıstık çamı (Pinus pinea) ve yalancı akasya (Robinia pseudoacacia) bölmeler (veya bölmecikler) halinde dikilmiştir. Çam fidanları tüplü fidan olarak, yalancı akasya fidanları çıplak köklü olarak dikilmiştir. Bu üç ağaç türü de ışık ağacı oldukları için aralarında karışım yapılması söz konusu edilmemiştir. Ancak deneme amacı ile sahil çamı ve yalancı akasya üç bölmede tek ağaç karışım halinde dikilmiştir. Bu denemenin amacı yalancı akasya nın köklerindeki azot bağlayan Rhizobium bakterilerinin bulunuşu ve yalancı akasya yapraklarının kolay ayrışarak materyal, organik madde ve azot sağlamalarıdır. Böylece bir yandan hızlı gelişen iki ışık ağacının birlikte yetiştirilme imkânı araştırılmış, öte yandan yalancı akasyanın ham materyale yapacağı katkıların sahil çamlarının gelişmesine olumlu etki yapabilme gücü belirlenmiş olacaktır. Ancak bu iki ağaç türünden yalancı akasya daha hızlı geliştiği için sahil çamları altta kalmış ve ışık yetersizliğinden gelişememişlerdir (Bu sonuç daha sonraki yıllarda alınmıştır). Karadeniz e çok yakın olan ağaçlandırma alanlarında şiddetli sağanak yağışlarından dolayı yüzeysel akışa geçen su erozyonu ve güçlü kuzey rüzgârlarından dolayı rüzgâr erozyonu ile kumullaşma vardır. Açık ocak artığı ham materyallerin kısa sürede kapatılması ve her iki erozyon etkisinin de önlenmesi için hızla gelişen türler seçilmiştir. Sahil çamları makine ile işlenebilen tesviye edilmiş bölmelere dikilmiştir. İdare süresi kısa olan sahil çamı ile 50 yılda iki defa (25 yıl idare süresi ile) ağaçlandırma yapıp, ürün almak öngörülmüştür. Fıstık çamları ise teras yapılmış olan eğimli ve dik eğimli yamaçlara dikilmiştir. Fıstık çamlarından hem çam fıstığı üretimi yapmak, hem de daha uzun idare süresi ile bunları işletmek mümkündür. Dolayısı ile dik yamaçlar da bu fıstık çamı ormanları ile tutulabilecektir. Kantarcı, öngördüğü bu planlama ile yaptığı ağaçlandırmanın sadece bir ağaçlandırma olduğu, bir orman ekosistemi kurmak olmadığı bilinci ile hareket etmiştir. Bu sebeple ağaçlandırma alanında çukurlukları doldurtmamış, buralarda sığ, orta derin ve derin göllerin oluşmasını sağlamıştır. Bu göllerdeki suya gelecek olan orman hayvanlarının getirdiği (ektiği veya dışkıları ile yaydığı) orman bitkilerinin tohumları ile 4
ağaçlandırmanın bir ekolojik sisteme (ekosistem) dönüşmesini de planlamış ve uygulamıştır. Kantarcı ve Öztürk (2003) tarafından III. Atmosfer Bilimleri Sempozyumuna sunulan bir bildiride açık kömür işletmelerinde yağışın sebep olduğu yüzey erozyonu ve ağaçlandırmaların önleyici etkileri açıklanmıştır. Ağaçlı da açık kömür ocağı işletmelerinden arta kalan ham materyaller toprak olmadıkları için bir toprak bağlılığına sahip değillerdir. Bu gevşek materyal sağanak yağışların sonunda oluşan yüzeysel akış ile taşınmakta ve oyuntular oluşup, gelişmektedir. Kantarcı tarafından 1988 de başlatılan ağaçlandırmalarda, fidanlar gelişip, ölü örtü oluşup, yüzey erozyonu ve oyuntu erozyonu önlenene kadar geçen 4-5 yılda önemli sayılabilecek gelişmeler görülmüştür. Araştırma bu erozyon olaylarının açık alanda ve ağaçlandırılmış alandaki durumunu yağış/akış ölçmeleri yaparak incelemeyi amaçlamıştır. Araştırma amacına yönelik olarak; açık alanda 2 5 m lik alanlar tahta ile sınırlanmıştır. Bu alana düşen yağışın miktarı ve getirdiği (yüzeysel taşınma) materyal ölçülmüştür. Ağaçlandırma alanında yarım kapalı (%50) ve tam kapalı (%100) alanlara da aynı 2 5 lik düzenekler yapılmıştır. Her üç alanda da üst topraktan ve alt topraktan hacim örneği alınarak aradaki farklar karşılaştırılmış ve yüzey erozyonu ile taşınmanın etkisi bir de bu yönden incelenmiştir. Elde edilen bilgilere göre; 1. Tam kapalı ormanda yağışın %44-52 si sahil çamı ormanının tepesinde tutulmuştur. Toprağa ulaşan yağış ise ölü örtü ile kaplı alanda hiçbir yüzeysel taşınmaya sebep olmamıştır. 2. Kapalılığı tam oluşmamış (% 50 kapalı) ağaçlandırma alanında da yüzey erozyonu ile taşınma olmamıştır. Bu alanda da yağış mevcut fıstık çamlarının ve onların ölü örtüsünün etkisi ile tutulmuştur. Yüzeysel akışa geçemeyen yağış materyali de hareketlendirip, taşıyamamıştır. 3. Açık alanda ise yüzeydeki materyalin kum bölümünde %1,7-11,7 oranında artma, toz bölümünde % 8,7-22,6 oranında, kil bölümünde %6,3-19,0 oranında azalma olmuştur. Materyal kireçsiz olduğu için kil minerallerinin kalsiyum ile bağlanması ve kırıntılanması hemen yok gibidir. Bu sebeple yüzeysel akışa geçen yağış suyu kil ve toz bölümünü taşımış, daha ağır olan kum bölümünden ise ince kumları taşıyabilmiştir. 5
4. Ağaçlandırmanın ilk 5 yılında (kapalılık oluşana kadar) taşınan materyalin kalınlığının 0,95-1,13 mm yüzey aşınmasına karşılık 95-113 m³ ha -1 veya 125,1-148,9 ton ha -1 olabileceği hesaplanmıştır. 5. Bu sonuçlara göre 18 yaşındaki ağaçlandırma alanında kapalılık sağlandıktan sonraki 13 yılda 155-177 m 3 ha -1 (200,3-247,5 ton ha -1 ) materyal yerinde tutulmuştur. 6. Ağaçlı açık kömür ocağı artıklarının ağaçlandırılmasında hızlı gelişen orman ağacı türlerinin kullanılmasının çok isabetli bir karar olduğu ortaya çıkmıştır (Kantarcı, 1988 ile ilişki kurarak). 7. Açık maden ocağı artıklarının yüzeysel taşınma veya oyuntu erozyonu ile taşınmasının asıl önemli yanı bu materyalin aşağıdaki tarım alanlarını ve benzeri kültür arazisini örtmesidir. Özellikle asit maden suyu oluşan alanlarda kültür arazisine verilecek zarar daha da kapsamlıdır. Hızlı gelişen türlerle ağaçlandırma Ağaçlı da aşağıdaki arazide bulunan fidanlığı korumuştur. Kantarcı nın (2005) Türkiye Ulusal Orman Envanteri Uluslararası Sempozyumunun teknik gezisine sunulan bildirisi sadece özet olarak yayınlanmıştır. Bu bildirideki verilere göre M.D. Kantarcı tarafından 1988 de planlanmış ve uygulanmış ağaçlandırma çalışmasının bazı sonuçları hakkında bilgi verilmiştir. Bu sonuçlardan en önemli olanları aşağıda sıralanmıştır: 1. Sahil çamı, fıstık çamı fidanları farklı materyaller üstünde farklı gelişmeler göstermişlerdir. 2. Tuzlu materyaller üstünde iyi gelişemeyen sahil çamı ve fıstık çamı ağaçlandırma alanlarında yüzey erozyonu ve oyuntu erozyonu gelişmiştir (bu alanlar çok küçüktür). 3. Geniş alanda hızlı gelişen türler araziyi kapatmış ve hızlı bir büyüme ile önemli artım yapmışlardır. 4. Yalancı akasya ağaçlandırma alanlarında gelişme daha hızlı olduğu gibi materyalin topraklaşması ve azot bakımından zenginleşmesi de daha hızlıdır. 5. Ağaçlandırma alanlarındaki göllere gelen hayvanların bir kısmı buraya yerleşmişler ve çevredeki meşe baltalık ormanlardan çeşitli tohumları da taşımışlardır. Böylece ağaçlandırılan alan göllerin çekiciliği sayesinde bir orman eko-sistemine dönüşmeye bağlamıştır. 6
Madencilik ve Çevre Sempozyumuna Kantarcı (2005) tarafından sunulan Ağaçlı (İstanbul) açık maden ocağı artıklarının ağaçlandırılması çalışmalarında elde edilen sonuçlar başlıklı bildiride yazar 1988 de başladığı açık kömür ocağı ağaçlandırması çalışmalarının 2004 yılındaki sonuçlarını bu çalışması ile sunmuştur. Elde edilen sonuçlar ve öneriler aşağıda sıralanmıştır. 1. Açık maden işletmesi ve sonuçlar Ağaçlı-Yeniköy yöresinde pliosen I (kireçsiz) materyallerinin altında miosen yaşında linyit kömürü yatakları bulunmaktadır. Linyit kömürü yatakları miosen göllerinin genişliğine ve derinliğine bağlı olarak ince veya kalın mercekler halindedir. Bu sebeple kömür yataklarına ulaşabilmek için yerine göre 100-120 m ye kadar kazı yapılmaktadır. Çıkan materyaller ise arazinin çıkan yerlerine (bir önceki maden ocağı çukuruna) veya dere vadilerine yığılmaktadır. Ancak bu materyaller kazı sürecindeki çıkış sırasına göre yığıldıkları için ağaçlandırmaya uygunlukları araştırılmalı ve irdelenmelidir (Kantarcı, M.D. 1988 de bu konuda ayrıntılı çalışmalar ve planlamalar verilmiştir). 2. Ağaçlandırmada büyümeyi etkileyen ortam faktörleri Ağaçlandırma alanındaki artık materyallerde kalsiyum ve magnezyumun eksikliği, buna karşılık hidrojen sülfür (H 2 S) varlığı ve bunun sülfürik aside oksitlenmesi (H 2 SO 4 ) asit materyal oluşumunu sağlamıştır. Ayrıca yer yer tuzlu materyaller de vardır (küçük alanlarda). Tuzsuz kumlu balçık materyallerinde sahil çamlarının boyları 9-10 m ye, Fıstık Çamlarının boyları 8,5-9,5 m ye ulaşmıştır (2002 yılındaki ölçme). Küçük bir alanda da olsa tuzlu materyallerde sahil çamları ile Fıstık Çamları 3,0-3,5 m boya ulaşabilmişlerdir. salkım ağaçları ise 10-14 m boya ulaşmışlardır. Ölü örtü birikimi; sahil çamı meşcerelerinin altındaki 1.395-2.823 kg ha -1 (tuzlu materyallerde 1.395 kg ha -1 ), fıstık çamı meşcerelerinin altında 2.743 kg ha -1 (tuzlu materyallerde 1.740 kg ha -1 ), yalancı akasya meşcerelerinin altında 11.963 kg ha -1 olarak ölçülmüştür. Ağaçlandırma alanı arasında kalmış olan doğal toprakta baltalık sürgününden gelişmiş Sapsız Meşe meşceresinin altındaki ölü örtü miktarı ise 12.503 kg ha -1 dır. Ölü örtünün ayrışması ile toprağa karışan kolloid organik maddeler ve bunlara bağlı olarak azot bileşikleri de ham materyalin topraklaşması yönünde gelişmelerdir. Ham materyaldeki organik karbon miktarı 0-1,1-6,6-10 cm derinlik kademelerinde olmak üzere sahil çamı meşcereleri altında %0,767-2,110, %0,303-0,670, %0,093-0,223 arasında, fıstık çamı meşcereleri altında%0,930-3,990, %0,240-1,140, %0,100-0,330, yalancı 7
akasya meşcereleri altında %1,772, %0,457, %0,128 oranlarında ölçülmüştür. Toplam azot miktarı ise aynı derinlikler için sahil çamı altında %0,037-0,104, %0,023-0,048, %0,005-0,016 arasında, fıstık çamı altında %0,070-0,278, %0,018-0,151, %0,008-0,063 arasında, yalancı akasya altında %0,179, %0,074, %0,023 oranlarında ölçülmüştür. Salkım ağacı meşcereleri altındaki organik karbonun (%0,010) ve toplam azotun (%0,012) oranlarında 10-20 cm derinliğe kadar ulaşabileceği belirlenmiştir. Ağaçlandırılmış alana meşe kargası çevredeki baltalık ormanlardan meşe palamudu getirip ekmeğe başlamıştır. Böylece 100 m 2 lik örnekleme alanlarındaki (12 örnek alan) meşe gençliğinin (yaşı 1-4) sayısı 2-14 arasında sayılmıştır. Aynı alanlarda çimlenen ve yaşı 1-4 arasında olan sahil çamı fidelerinin sayısı 16-68 arasındadır. Suya gelen hayvanların dışkıları ile gelen tohumlardan (100 m² lik alanlarda) 1-3 Kocayemiş fidesi bulunmaktadır. Sonuç olarak; Ağaçlı daki açık kömür ocağı işletmesinin artığı hem materyallerde yapılan ağaçlandırma başarıya ulaşmış ve bir orman ekosistemine dönüşmeye başlamıştır. Tecimen (2001) tarafından sunulan bir sempozyum bildirisinde, Ağaçlı da açık maden ocağı artık materyallerinde 1988-89 da yapılan ağaçlandırmada Karadeniz üzerinden gelen hava kirliliğinin sahil çamı ibrelerinde sebep olduğu kükürt birikimi incelenmek istenmiştir. İbrelerdeki kükürt miktarları 1, 2, 3ve 4 yaşındaki ibrelerde sırası ile; Yıkanmamış ibrelerde 2.226-6.398 ppm, 4.972-10.595 ppm, 5.069-10.514 ppm, 4.869-10.435 ppm arasında, Yıkanmış ibrelerde 1.258-3.218 ppm, 2.640-5.860 ppm, 2.601-6.083 ppm, 2.446-6.025 ppm arasında bulunmuştur. Bu miktarlar çok yüksek olduğu için materyaldeki kükürt miktarları da incelenmiştir. Materyalin 0-5, 5-20, 20-40, 40-60, 60-80, 80-100 cm derinliklerindeki kükürt miktarları ise sırası ile; Kumlu balçık materyallerinde 15.206, 14.294, 14.361, 13.284, 15.197, 12.339 ppm, Killi balçık materyallerinde 16.323, 16.419, 14.825, 15.208, 18.284, 11.933 ppm olarak bulunmuştur. İbrelerdeki kükürt miktarlarının fazlalığının materyallerdeki kükürtten kaynaklandığı anlaşılmıştır. Karadeniz üzerinden gelen SO 2 nin ibrelerde küçük sarı asit yanıklarına sebep olduğu gözlenmekle beraber, asıl 8
kükürt birikimi materyaldeki kükürde bağlıdır. İlginç olan; materyaldeki kükürdün ibreleri öldürmemesidir. Buna karşılık kireçsiz olan materyalin reaksiyonu 3,3-4,5 ph arasında olup, şiddetli asittir. İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Çevre Mühendisliği programında tamamlanmış doktora tezinde Tokgöz (2003 ve 2004) bu araştırma ile Ağaçlı da M.D. Kantarcı tarafından 1988-89 da planlanıp gerçekleştirilen ağaçlandırma alanında sahil çamı ve yalancı akasya köklerinin ham materyali kavramasını ve materyalin hareketlenme/göçme olaylarına karşı stabilizasyonunu incelemiştir. N. Tokgöz araştırmasında materyalin kuru ve nemli olduğu dönemlerde köksüz ve köklü durumlarda çekmeye karşı direncini ölçmüştür. Bu ölçmelerin arazide yapılabilmesi için M.D. Kantarcı tarafından özel bir düzenek geliştirilmiştir. Ölçme yapılan materyallerin hacim ağırlıkları, tane çapları, türleri ve su tutma kapasiteleri de belirlenmiştir. Böylece farklı türdeki materyallerin (kumlu balçık, balçıklı kil, kil gibi), farklı derinlikteki yoğunlukları ve çekmeye karşı dirençleri belirlenmiş, köklerin bu dirence olan katkıları ortaya konulmuştur. Sahil çamı köklerinin daha gevrek olmaları yüzünden daha erken kopmalarına karşılık, yalancı akasya kökleri çok daha esnek ve çekmeye karşı çok daha dirençlidirler. Bu sebeple ham materyallerin stabilizasyonu konusunda yalancı akasyanın çok daha uygun olduğu sonucuna varılmıştır. Tecimen (2005) Ağaçlı da M. Doğan Kantarcı nın 1988-89 da planlayıp ağaçlandırdığı alanda, Aşağı Ağaçlı Köyünün yakınındaki yamaçtaki sahil çamı bölmesinde çalışmıştır. Bu bölmede İzmit Hızlı Gelişen Orman Ağacı Türleri ve Kavakçılık Enstitüsünden Dr.Taneri Zoralioğlu tarafından yapılan ayıklama kesimlerinin meşceredeki karbon ve azot dolaşımına etkileri, ağaçların tepe çaplarının gelişimi ve kesimle açılan alanı kapatmaları, ölü örtü kaybı ve ölü örtünün yeniden oluşumu olayları izlenmiştir. Ayıklama kesimlerinde Dr.Taneri Zoralioğlu nun deneme düzeni üst yamaç, orta yamaç ve alt yamaçta olmak üzere; 3 kontrol, 3 %20 ayıklama, 3 %25 ayıklama, 3 % 33 ayıklama, 3 % 20+20 ayıklama, 3 % 40 ayıklama ve 3 %50 ayıklama olmak üzere toplam 21 parselden oluşmaktadır. Bu parsellerin hepsinde sahil çamlarının alt dalları budanmıştır. Kesilen dalların ve ağaç gövdelerinin bölmeden çıkarma işlemi sırasında ölü örtüyü ve toprağa karışmış ince humusu sıyırıp, taşıdığı için M.D. Kantarcı tarafından ek olarak 7 örnek alan daha eklenmiştir. Bu 7 örnek alanda ağaçların dalları budanmamış olup, 1 kontrol parseli ile %10 9
ve %20 ayıklama yapılmış 6 parsel (3 tekrarlı) bulunmaktadır. Bu 6 parselde kesilen ağaçların gövdeleri ile dalları yerde sürtülmeden bölmeden çıkarılmıştır. Dr. Taneri Zoralioğlu nun parsellerindeki ağaçların boy ve çap gelişmeleri İzmit ekibi tarafından ölçülmüş ve değerlendirilmiştir. 1. Ayıklama kesiminin % sistematik seçme olarak yapıldığı parsellerde tam kapalılık oluşmamış ve alanın ancak %59,8 i ağaçların tepeleri ile kapatılabilmiştir. Buna karşılık kontrol parsellerinde kapalılık % 75,3 tür (Budanmış parsellerde). 2. Boylanma en çok sırtta M.D. Kantarcı nın sonradan eklettiği parsellerden % 20 ayıklama yapılanlarda ölçülmüştür (%42,73 ile 2,01m). Buna karşılık en düşük boylama gelişimi % 33 oranında ayıklama yapılan parsellerde bulunmuştur (%29,56 ile 1,69 m). 3. Çap gelişimi de M.D. Kantarcı nın sonradan eklettiği parsellerden %10 ayıklama yapılanlarda ölçülmüştür (%32,69 ile 3,01cm). En düşük çap gelişimi ise % 40 ayıklama yapılmış parsellerde ölçülmüştür (%18,46 ile 2,4 cm). 4. Ölü örtü miktarı en az % 50 ayıklama yapılmış parsellerde (6,42 ton ha -1 ), en çok budanmamış kontrol parselinde (14,32 ton ha -1 ) bulunmuştur. Budanmamış %10 ayıklama parselinde de ölü örtü miktarı yüksek bulunmuştur (12,15 ton ha -1 ). 5. Materyalin 0,4 m derinliğe kadar olan üst kesiminde organik karbon miktarı en fazla kontrol parsellerinde bulunmuştur (14,68 ton ha -1 0,4 m). En az organik karbon miktarı ise % 50 ayıklama yapılmış olan parsellerde bulunmuştur (2,63 ton ha -1 0,4m). 6. Materyalin 0,4m derinliğe kadar olan üst kesiminde toplam azot en fazla kontrol parsellerinde bulunmuştur (1,16 ton ha -1 0,4m). En fazla azot miktarı ise % 50 ayıklama yapılmış parsellerde bulunmuştur (0,17 ton ha -1 0,4m). 7. Sahil çamı hızlı gelişen bir tür olduğu için ışık ihtiyacı yüksektir. Ancak fazla ışık vermek amacı ile yapılan ayıklamaların aşırıya kaçmaması gerektiği ortaya çıkmıştır. Güneybatı Virjinya da Açık Maden Sahalarının Islahı için Rehber adlı yayının Daniels and Zipper (1997) tarafından hazırlanan Verimli Maden Topraklarının Oluşturulması ve Yönetimi adlı bölümünde özetle şunlar açıklanmıştır: Mevcut açık maden ocağı ham (topraklaşmamış) materyalleri sahada çok değişik olabilmektedir, ancak başta fiziksel ve kimyasal özellikleri doğru bir şekilde belirlenirse etkili bir şekilde yönetilebilirler. 10
Bu materyallerin sıkışması, su tutma kapasitesinin düşüklüğü ve bunlarla bağlantılı köklerin gelişmesindeki kısıtlamalar bu bölgedeki maden topraklarının verimliliğini sınırlayan önemli faktörlerdir. Yüksek seviyelerdeki potansiyel asitlik bazı maden ocağı artık materyallerini ciddi şekilde sınırlamaktadır, ancak bu sorun maden materyalin sıkışmasından çok daha sınırlı kapsamdadır. Toprak analiz yöntemleri bir açık maden ocağı artığı olan ve henüz topraklaşmamış ham materyalleri karşılaştırırken fayda sağlar, ancak bunlar doğal topraklarda olduğu gibi aynı hassasiyette yorumlanamazlar. Üst tabakalardaki toprağın yerine kullanılan verimli materyal Güneybatı Virjinya daki sert kayalardan elde edilen örtü materyalinden üretilebilir, ancak örtü materyalini seçerken ve sahaya dağıtırken dikkatli olunmalıdır. En üstteki tohum ekimi için hazırlanan nihai yüzeyde en az 120 cm gevşek materyal oluşturacak şekilde kontrollü örtü materyali yerleştirme tekniklerinin kullanılması arazi ıslahının başarısı için özel bir önem taşımaktadır. Organik madde ve karmaşık organik maddenin içine karışmış azotun ve fosforun zamanla birikmesi, vejetasyon içinde bulunan azot bağlayan türlerin bakımı ve demir oksitleri tarafından fosforun bağlanmasının asgari hale gelmesi maden topraklarının uzun vadeli verimliliğini denetleyen önemli faktörlerdir. Üst tabakadaki toprak yerine kullanılacak örtü materyallerinden dikkatli bir şekilde oluşturulmuş maden ocağı materyalleri Appalachian bölgesinin doğal topraklarının birçoğundan daha verimli olabilir. Güneybatı Virjinya da Açık Maden Alanlarının Islahı için Rehber adlı yayının Burger and Zipper (2002) tarafından hazırlanan Açık Ocak Yöntemiyle İşletilen Sahaların Orman Haline Nasıl Getirileceği adlı bölümünde özetle aşağıdaki bilgiler verilmiştir: Bu yayının amacı gençleştirme silvikültürünün ilkelerinden faydalanarak açık ocak yöntemiyle işletilen maden sahalarının orman tesis etmek için nasıl ıslah edileceğine dair pratik ve pahalı olmayan kılavuz bilgiler sağlamaktır. Bu pratik bilgiler arazi ıslahıyla ilgili yükümlülüklerini zamanında yerine getirmek isteyen kömür madeni işletmecilerine fayda sağlamalıdır. Bu bilgiler ayrıca tomruk ve diğer orman değerleri üretmek için maden ocağı materyallerinin ve sahaların kalitesini iyileştirmeye yardımcı olacak prosedürler içermelidir. Orman alanları için arazi ıslahı prosedürleri otlak/mera ve diğer arazi kullanma biçimlerinden bazı önemli noktalarda farklılıklar içermektedir. Maden sahalarının zamanında ve başarılı bir şekilde ağaçlandırılarak orman haline getirilmesi için önemli ilkeler aşağıda özetlenmiştir: 11
Derine kök salan ağaçların ihtiyaçlarını karşılamak için; mevcut üst tabakadan alınmış doğal toprağa ilave olarak, yüzeye 120 cm iyi özellikte maden sahası örtü materyali serilmelidir. Çözünebilir tuz seviyeleri düşük veya orta, ph değerleri 4,5 ila 6,5 ve kumlu balçık tekstüründe olan maden örtü tabakaları tercih edilmelidir. Virjinya daki kömür sahalarında bulunan bir parça okside olmuş kahverengi kum taşı ve bir parça okside olmuş kahverengi şist materyalinden oluşan bir karışım ağaçlar için iyi bir büyüme ortamı olan toprağa çabucak ayrışır. Eğer yerli üst toprak tabakası mevcutsa, küçük miktarlarda bile olsa taze toprağın yüzeye karıştırılarak serilmesi kendiliğinden gelen bitkilerin ve fidanların hayatlarını sürdürmelerine yardımcı olacaktır. Toprağın sıkışmasını asgari seviyeye düşürmek çok büyük önem taşımaktadır. Düz sahalardaki sıkışma örtü tabakasından oluşan materyalin nihai olarak boşaltılması azaltılarak ve sahayı hafifçe düzeltmeden mümkünse küçük dozerler kullanılarak bütün yığınların yerleştirilmesinin beklenmesiyle asgari seviyede tutulabilir. Tesviye edilmiş sahalarda yollar ve park alanları belirlenerek trafiğin sınırlandırılması gereklidir. Tesviye edilmiş sahalardan eğim oranı yüzde 20 den az olanlarda ve 300 metreden kısa yamaçlarda kamyonlar ve iş makineleri dolaşmamalıdır. Ormanla kaplı sahaların yüzeyleri genellikle doğal olarak çok düz değildir, bu yüzden kaba bir tesviye ve yamaçları tespit edecek şekilde tesviye genellikle yeterlidir. Ağaçlandırma tesisleri erozyonu önleyecek şekilde yer örtücü bitkilerle ağaçların ışık, su ve mekân ihtiyaçları arasındaki denge dikkatli bir şekilde planlanmalıdır. Yer örtücü bitkiler yavaş büyüyen, yayılıcı olarak büyüyen ayrıca asitli şartlara ve verimsiz topraklara dayanıklı çayırlar ve baklagilleri içermelidir. Maden işletilen bir saha bu kılavuz bilgiler dikkate alınarak ıslah edildikten sonra, çeşitli geniş yapraklı ve iğne yapraklı türler dikilip başarılı bir şekilde tesis edilebilir. Azot bağlayan ağaçlar ve çalılar gibi öncü türler fidan dikimi yoluyla kolayca sahaya tesis edilebilir. Eğer uygun yer örtücü türler ve odunlu türler, arazi ıslahı esnasında sahaya dikilmişlerse doğal ormanlarda bulunan geniş yapraklı ağaç türlerinin tohumları sonunda buralara saçılacak ve çimlenecektir. İyi bir orman meşceresinin gelişmesi için bir hektarda 1.500 ila 1.750 ağaç olacak şekilde dikim, ekim ve doğal istila yoluyla ağaçlandırma tesis edilmelidir. Ağaçların hayatta kalma oranlarının düşük olması ve ilk yıllardaki büyümelerinin zayıf olması, fidanların uygun olmayan şekilde taşınması veya dikilmesiyle ilgilidir. Ağaç fidanlarının tomurcukları sahaya 12
dikilinceye kadar uyanmamış, sürgünleri uzamaya başlamamış olmalıdır, bu fidanların kurumasına izin verilmemeli, sonbahar sonlarından ilkbahar başlangıcına kadarki zaman dilimi içinde dikilmelidir. Dikimler fidanların hayatta kalmasını sağlayacak şekilde derin ve sıkı olmalıdır. Dikimlerde resmi kurumlardaki teknik elemanlara danışılmalı ve dikim işçileri tecrübeli olmalıdır. Elle dikim masraflarını azaltmak amacıyla, bazı yardımcı ağaç türleri (Robinia hispida, Alnus glutinosa, Cercis canadenis vs.) bazı şartlarda uyumlu toprak örtücü alt tabaka olarak uygun ağaç türü kullanılacaksa doğrudan tohum ekimi yoluyla tesis edilebilirler. Bununla birlikte, fidan dikimi yoluyla bitki örtüsü tesis edilmesi hayatta kalma oranının yüksekliğini ve ağaçlar arasındaki uygun aralık ve mesafeyi, ayrıca uygun meşcere tür bileşimini sağlamak için tavsiye edilir. Sahada sık bir meşcerenin oluşturulması amacıyla, fidanların hayatlarını sürdürebilmelerini ve tesis edilen fidanların tepe sürgünlerinin çıkışını sağlamak için herbisidler ocaklar veya (teraslar üzerindeki) şeritler halinde püskürtülebilir. Başlangıçta büyümeyi hızlandırmak için gübre topakları dikim çukuruna yakın çukurlara yerleştirilmelidir (asla dikim çukuruna gübre topakları yerleştirilmemelidir). Pinus taeda ve Pinus virginiana türleri çok hızlı büyürler ve gübrelemeye iyi tepki verirler. Herbisid teknolojisi çok hızlı değiştiğinden gerektiğinde herbisid konusunda bilgili uzmanlara danışılmalıdır. Maden işletmeciliği yapılan bir sahayı ağaçlandırarak ıslah etmek otlak veya mera olarak kullanımdan daha az masraflı olabilir. Yüksek kalitede geniş yapraklı ağaç türü ve yaban hayatı/ yardımcı bitki türü ile 1.500 ağaç ha -1 şeklindeki dikim (2002 tahminlerine göre) hektar başına yaklaşık 500 ABD $ maliyet getirecektir. Maden sahalarında orman tesis etmek için daha az arazi tesviyesi, daha az tamir işlemi ve toprağı örtmek için daha az tohum ve gübre gerektiği için otlak veya mera tesis etmekten daha ucuzdur (tasarruf miktarı hektar başına yaklaşık 750 ABD $ dir). Otlak veya mera tesis etmek için sahanın tesviye edilmesi ağaçların hayatta kalmalarını ve gelişmelerini azaltacak şekilde toprağı sıkıştırır. Daha kaba toprak yüzeyi ve daha az saldırgan toprak örtücü bitki böyle sahalardan orman olarak faydalanmak için daha uygundur. Tarım ürünü veya yem bitkisi üretmenin yanında orman ürünlerini üretmek için de yüksek kalitede, verimli maden toprakları önem taşımaktadır. İyi fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip derin ve sıkışmamış maden toprağı ticari tomruk üretimi için mutlak olarak gereklidir. Eğer maden toprağı yüksek miktarda odun üretme kapasitesine sahipse, yaban 13
hayatı, su kalitesi ve rekreasyonel fırsatlar gibi diğer orman değerleri de azami seviyeye çıkarılabilir. Restorasyonun temel ilkeleri konusunda Bradshaw (1996) tarafından yazılan bir dergi makalesinde, restorasyon teriminin çok çeşitli amaçlar için kullanılabileceğini ancak normal olarak orijinal duruma dönüşü ima ettiğini bildirmektedir. Bradshaw a (1996) göre, ekolojik restorasyonun bütün ekosistemlere uygulanması düşünülmelidir. Rehabilitasyon veya başka bir kullanma şekline dönüştürme gibi seçeneklerin restorasyondan daha uygulanabilir oldukları akıldan çıkarılmamalıdır. Restorasyonun bileşenleri habitatın kimyasal ve fiziksel özellikleri ve türlerin bizzat kendileridir. Bunların her biri özel işlemleri gerektirir, ancak restorasyona götüren doğal prosesler mümkün olan yerlerde uygulanmalıdır; gerçekte tahrip edici etkiler kaldırıldıktan sonra doğal prosesler yeterli olabilir. Restorasyon prosesinin ilerlemeye yönelik olması sebebiyle, başarı kıstaslarını tanımlamak kolay değildir. Burada en önemli nokta, ekosistem gelişmesinin sınırlandırılmayan yukarı doğru giden bir güzergâhta olması gerektiğidir. Bunu ekolojik anlayışımızın ciddi bir sınavı olan başarılı bir restorasyon izlemelidir. Wales Üniversitesinden Good (2002) tarafından hazırlanan bir literatür derlemesinde maden ve taş ocağı artıklarını da içeren vasfını kaybetmiş sahaların restorasyonu ve yeniden bitki örtüsü tesisi ile ilgili olan özellikle İngiliz literatürü incelenmiş bu konudaki bilgi birikimi özetlenmiştir. Good (2002) bu yayınında varsa üst tabakadaki toprak materyalinin değerlendirilmesinin, değilse uygun restorasyon teknikleriyle ikame toprağı oluşturmak için uygun yöntemlerden bahsetmiştir. Good (2002) sadece sahaya şekil vermenin, drenajı düzenlemenin, doğal toprak materyalini temin etmenin yeterli olmadığını; toprağın fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerinin de ıslah edilmesinin gerekli olduğunu, bu amaçla çayır türlerinden veya azot bağlayan baklagil öncü türlerin tesisinin faydalarını örneklerle açıklamıştır. Vejetasyon tesis ederken orman vejetasyonunun yanında ot bakımından zengin çayırlıkların, sulak alanların ve fundalıkların restorasyon tekniklerinin genel esasları bu yayında özetlenmiştir (Good, 2002). Bu derlemede ayrıca, tesis sonrasındaki bakım ve koruma işlemleri de açıklanmış ve son olarak ise ekolojik restorasyon çalışmalarında maliyet ve verim konularından söz edilmiştir (Good, 2002). Ekolojik Restorasyon Derneğinin Ekolojik Restorasyona Giriş adlı yayınında ekolojik restorasyon şöyle tanımlanmıştır: Ekolojik restorasyon; özelliğini kaybeden, zarar gören veya tahrip olan bir ekosistemin iyileşmesine yardımcı olma prosesidir (Anon, 2004). 14
3. MATERYAL VE YÖNTEM 3.1. Materyal Aydın İli sınırları içinde bulunan ve Aydın şehrine yaklaşık 14 km uzaklıkta olan Şahnalı Köyü yakınlarındaki kömür işletmesinin yükseltisi ortalama 300 metredir (Şekil 1). Maden işletmesinde 1999 yılındaki toplam üretim yaklaşık 350 bin ton olup, hafriyat miktarı 4 milyon m 3 kadardır. Aydın-Muğla yolundan güneydoğu istikametinden ulaşmak mümkündür. Çevredeki vejetasyon kızılçam ormanlardan, makilerden, zeytinliklerden ve tarım alanlarından oluşmaktadır. Şekil 1. Deneme Alanı Çevresinin Genel Haritası (Microsoft, 1998) Figure 1. General map of experiment site (Microsoft, 1998) 3.1.1. İklim Aydın Meteoroloji istasyonunun gözlem değerleri Çizelge 1 de sunulmuştur. Çizelge 1 e göre yıllık ortalama sıcaklık 17,5 C; yıllık ortalama yağış ise 656 mm dir. Deneme alanının bulunduğu yerin iklimi yarı-kurak Akdeniz iklimi olarak adlandırılabilir. 15
Çizelge 1. Aydın Meteoroloji İstasyonunun Gözlem Değerleri Table 1. Observation data of Aydın Meteorological Station İSTASYON ADI : AYDIN Enlem Derecesi : 37 51 Boylam Derecesi : 27 51 Ortalama Sıcaklık ( C) En Yüksek Sıcaklık ( C) En Düşük Sıcaklık ( C) Ortalama En Düşük Sıcaklık ( C) Ortalama Yağış (mm) AYLAR I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Yıllık Rasat Süresi 7,8 9,2 11,2 15,7 20,7 25,4 28,1 27,3 23,3 17,8 13,6 9,5 17,5 41 23,2 25,2 31,0 33,8 40,2 41,7 43,6 43,0 40,2 38,0 30,5 25,9 43,6 41-11,0-5,4-4,0 0,0 4,9 10,2 13,4 11,8 7,6 1,6-4,7-5,3-11,0 41-5,0-3,0-1,0 2,9 8,8 13,1 15,8 15,3 11,2 5,5 0,7-2,8 5,1 41 121,2 94,1 69,6 46,8 30,7 14,0 4,2 2,0 15,7 48,4 74,4 135,0 656,0 49 Nispi Nem (%) 77 73 67 65 55 46 53 49 54 59 70 70 62 1 En Hızlı Rüzgâr Yönü Rüzgâr Hızı (m/s) E WSW E W WSW W WSW WSW W WSW W E E 1 2,3 2,5 2,9 2,2 2,6 2,7 2,6 2,2 2,4 1,8 2,0 1,8 2,3 1 Aydın Meteoroloji istasyonunun Çepel (1988) tarafından yöntemi açıklanan Thornthwaite sistemine göre su bilânçosu aşağıya çıkarılmıştır (Çizelge 2 ve Şekil 2). 16
Çizelge 2. Thornthwaite Sistemine göre Aydın Meteoroloji İstasyonunun Su Bilânçosu Table 2. Water Balance of Aydın Meteorological Station after Thornthwaite AYLAR Bilânço Elemanları TOPLAM 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Sıcaklık 7,8 9,2 11,2 15,7 20,7 25,4 28,1 27,3 23,3 17,8 13,6 9,5 17,47 Sıcaklık İndisi 1,96 2,52 3,4 5,65 8,59 11,71 13,65 13,07 10,28 6,84 4,55 2,64 84,85 Düzeltilmemiş PE 12,6 17,2 25,1 47,9 81,3 120,2 148,0 141,5 101,9 60,9 36,4 18,3 Düzeltilmiş PE 10,7 14,5 25,8 52,8 99,7 148,5 185,4 166,0 105,5 58,7 30,7 15,1 913,3 Yağış 121,2 94,1 69,6 46,8 30,7 14,0 4,2 2,0 15,7 48,4 74,4 135,0 656,1 Depo Değişikliği 0,0 0,0 0,0 6,0 69,0 25,0 0,0 0,0 0,0 0,0 43,7 56,3 Depolama 100,0 100,0 100,0 94,0 25,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 43,7 100,0 Gerçek evapotranspirasyon 10,7 14,5 25,8 52,8 99,7 39,0 4,2 2,0 15,7 48,4 30,7 15,1 358,6 Su noksanı 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 109,5 181,2 164,0 89,8 10,3 0,0 0,0 554,8 Su fazlası 110,5 79,6 43,8 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 63,6 297,5 Yüzeysel akış 87,1 95,1 61,7 21,9 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 31,8 297,5 Nemlilik oranı 10,3 5,5 1,7-0,1-0,7-0,9-1,0-1,0-0,9-0,2 1,4 7,9 Şekil 2. Thornthwaite sistemine göre Aydın Meteoroloji İstasyonunun su bilânçosu grafiği Figure 2. Thornthwaite water balance graphic of Aydın Meteorological Station 17
3.1.2. Jeolojik Yapı ve Madencilik Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü (2002) tarafından yayınlanan Türkiye Jeoloji Haritası nın Denizli paftasına göre deneme alanı ve çevresinin jeolojik durumu harita olarak Şekil 3 de verilmiştir. Aydın Şahnalı kömür sahasında kömür damarının altında şist ve gnayslardan oluşan temel formasyon ve bunların çakıllarından meydana gelen konglomera yer almaktadır. Kömür yatağının örtü materyali alttan yukarı doğru önce kil, sonra marn (kireçli kil) daha üstte ise kumtaşı, kum, ince bantlar halinde kireç taşı görülür. Yüzeydeki birim ise gevşek yapılı kum ve çakıllardan oluşmaktadır. Bunlar şist ve gnays çakılları olup bol mikalı ince kumlardan ibarettir. Şekil 3. Deneme Alanı ve Çevresinin Jeoloji Haritası (Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, 2002) Figure 3. Geological map of study site and environs Bu sahadaki jeolojik birimler, kömür varlığına göre temel birimler, kömürlü birimler ve örtü birimleri olarak sınıflandırılabilir: Temel birimler: çalışma alanını doğu, batı ve kuzeyden çevreleyen temel birimleri Paleozoik yaşlı gnays, migmatit, mikaşişt ve granat 18
fillitler oluşturur. Gri renkli gnayslar en altta kalın foliyasyon gösteren sarımsı ayrışma renkli ve gözlü ganyslardır. Mikaşiştler beyaz renkli, kahve renkli ayrışmalıdır. Granat fillit ise koyu mavi renkli ve bol granat içeriklidirler. Kömürlü birimler: Temel üzerine uyumsuz olarak gelirler. Tabanda çakıltaşı ile başlar, üste doğru kömür damarı, toz taşı ve killi kireçtaşı ile devam eder. Kömürlü birimlerin tabanını oluşturan çakıltaşı, gri renkli, açık kahverengi ayrışma rengindedir. Metamorfik kökenli kuvars ve kaya kırıntılarından ibarettir. Üste doğru ince taneli kumtaşına geçer. Çakıltaşının yaşı bu birimi uyumlu olarak üstleyen kömür damarına göre Orta Miosen dir. Kömür damarı, KG uzun eksenli bir çöküntü havzasında oluşmuştur. Kömür seviyesi kalınlığı batıya doğru artan tek damar halindedir. Alta doğru killi linyit ve mikalı kumtaşına üstte ise kesin sınırla toztaşlarına geçer. Kömürün yaşı Orta Miosen dir. Kömür damarını uyumlu olarak örten tozlu kiltaşı ve killi kireçtaşlı düzeyler geniş yayılım gösterir. Toz taşı içerisinde kumtaşı çakıltaşı ve çamurtaşı düzeyleri gözlenir. Kiltaşları beyaz renkli, ayrışma rengi kahverengidir ve yer yer yaprağımsı yapı gösterir. Killi kireçtaşları, krem renkte ve dirençleri düşüktür. Örtü birimleri: Sahanın güney kesimini tamamen kaplayan bu tortullar çakıltaşı ile temsil edilir. Sarımsı renkli, kırmızımsı ayrışma rengindedir. Metamorfik bileşenlerden oluşmuş birim, az pekişmiş kum ve çakıltaşından ibarettir. Alttan üste doğru iri bloklardan kuma doğru derecelenme gösterir. Pliosen yaşındadırlar (Kalfa, 1985). Aydın ilinin güneyinde ve 17 km mesafede bulunan Şahnalı kömür sahası 1910 yılından beri bilinmekte ve son 50 yıldır aralıksız üretim yapılmaktadır. Kuzeyden güneye doğru yaklaşık 10 derece eğimle dalan kömür damarı ortalama kalınlığı 10 m, 1982 yılı MTA rezervi 14.200.000 tondur. Sahada özellikle örtü kalınlığının daha az olduğu kuzey kesimde açık ocak, güneyde ise yaklaşık 160 m derinlikte kapalı işletme yöntemi ile üretim yapılmaktadır (Kostak, 2005). 3.1.3. Toprak Yapısı: Deneme alanı çevresindeki önemli vejetasyon tipleri kızılçamın hâkim olduğu ormanlar, makilikler gibi doğal alanlar ve tarla ve zeytinlik gibi kültür sahalarından oluşmaktadır. Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü (2001) tarafından yayınlanan toprak Aydın İli Arazi Varlığı Raporu na göre deneme alanının çevresindeki doğal toprakları harita olarak Şekil 4 de verilmiştir. 19