The Effects of the Limital Change of Wetlands on Urban Climate: Case of Erzurum Plain Wetland

Yıl 2025, Cilt: 22 Sayı: 1, 43 - 50, 30.06.2025

Ali Can Kuzulugil , Nalan Demircioğlu Yıldız

Öz

Wetlands are important ecosystem parts of cities, their main functions are holding water, creating habitats, and contributing to the urban climate. In this line, this study aims to It is aimed to determine the effect of the border change in the wetland area of the Erzurum plain on the urban climate to reach its aim, within the scope of the study, (NDVI) Normalized Difference Vegetation Index, (NDWI) Normalized Difference Water Index, and (LST) Land surface temperature parameters were evaluated. By using satellite images of 1998, 2003, 2007, 2013, and 2017, spectral-based classification techniques in ArcGIS program were used to calculate vegetation and water presence in Erzurum Wetlands, and Erdas Imagine software was used to determine surface temperature. Between 1998 and 2017, the impact of land-use change on water and vegetation was determined. While Erzurum Wetland LST value was 13.5 0C in 1998, it was 27.7 0C in 2017. This situation reveals the effect of decreasing water and plant presence on LST by depreciating NDWI and NDVI values of the Erzurum wetland area. As a result, it shows that dense plant tissue has passed from low-temperature value to sparse plant tissue to high-temperature value in the city center and wetland area.

Anahtar Kelimeler

NDVI , NDWI , LST , Wetland , Erzurum

Sulak Alanların Sınırsal Değişiminin Kent İklimine Etkisi: Erzurum Sulak Alanı Örneği

Öz

Sulak alanlar kentlerin önemli ekosistem parçaları olup, temel işlevleri su tutmak, habitat oluşturmak ve kent iklimine katkıda bulunmaktır. Bu doğrultuda bu çalışmada, Erzurum ovası sulak alanındaki sınır değişiminin kent iklimine olan etkisinin belirlenmesi amaçlanmış olup, çalışma kapsamında, (NDVI) Normalize Edilmiş Fark Bitki Örtüsü İndeksi, (NDWI) Normalize Edilmiş Fark Su İndeksi ve (LST) Kara yüzey sıcaklığı parametreleri değerlendirilmiştir. 1998, 2003, 2007, 2013 ve 2017 yıllarına ait uydu görüntüleri kullanılarak Erzurum Sulak Alanı'ndaki bitki örtüsü ve su varlığı ArcGIS programında spektral tabanlı sınıflandırma teknikleri kullanılarak hesaplanmış ve yüzey sıcaklığının belirlenmesinde Erdas Imagine yazılımı kullanılmıştır. 1998-2017 yılları arasında arazi kullanım değişiminin su ve bitki örtüsüne olan etkisi belirlenmiştir. Erzurum Sulak Alanı LST değeri 1998 yılında 13,5 ℃ iken 2017 yılında 27,6 ℃ olmuştur. Bu durum, su ve bitki varlığının azalmasının Erzurum sulak alanının NDWI ve NDVI değerlerini düşürerek LST üzerindeki etkisini ortaya koymaktadır. Sonuç olarak, şehir merkezinde ve sulak alanlarda yoğun bitki örtüsü düşük sıcaklık değerleriyle ilişkilidir, seyrek bitki örtüsü ise yüksek sıcaklık değerleriyle bağlantılıdır.

Anahtar Kelimeler

NDVI , NDWI , LST , Sulak Alan , Erzurum

Etik Beyan

Yazarlar arasında çıkar çatışması olmadığını ve makalenin etik kaygılarla hazırlandığını beyan ederiz.

Teşekkür

483619 numaralı Yüksek Lisans tezinden üretilmiştir.

Kaynakça

• Aksoy, T. Serhat S. Çabuk, A. (2019) Sulak alanların yönetimi kapsamında su indeksinin uzaktan algılama ile tespiti, Göller Yöresi. GSI Journals Serie B: Advancements in Business and Economics, 2(1).
• Ang, B. W. and Su, B. (2016) Carbon emission intensity in electricity production: A global analysis. Energy Policy, 94, 56-63.
• Bhatta, B. (2010). Analysis of urban growth and sprawl from remote sensing data. Springer Science & Business Media.
• Chander, G. and Markham, B. (2003) Revised Landsat-5 TM radiometric calibration procedures and post-calibration dynamic ranges. IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, 41(11), 2674-2677.
• Cheng, L., Guan, D., Zhou, L., Zhao, Z., Zhou, J. (2019) Urban cooling island effect of main river on a landscape scale in Chongqing, China. Sustainable Cities and Society, 47, 101501.
• Çağırankaya, S. S. Meriç, B. T. (2013) Türkiye’nin Önemli Sulak Alanları: Ramsar Alanlarımız. Orman ve Su İşleri Bakanlığı, Doga Koruma ve Milli Parklar Genel Müdürlüğü, Hassas Alanlar Dairesi Başkanlığı, Ankara, Türkiye, 97, 107.
• Davidson, N. C., Fluet-Chouinard, E., Finlayson, C. M. (2018) Global extent and distribution of wetlands: trends and issues. Marine and Freshwater Research, 69(4), 620-627.
• Demir, M., Yıldız, N. D., Irmak, M. A., Yılmaz, H., Yılmaz, S., Özer, S. (2011) Sulak alanların sürdürülebilirliği için ekosisteme bütüncül yaklaşım: Erzurum Örneği, II. Türkiye Sulak Alanlar Kongresi, 22, 24.
• Dervisoğlu, A. (2022) Investigation of Long and Short-Term Water Surface Area Changes in Coastal Ramsar Sites in Turkey with Google Earth Engine. ISPRS International Journal of Geo-Information, 11(1), 46.
• Eid, A. N. M., Olatubara, C. O., Ewemoje, T. A., Farouk, H., El-Hennawy, M. T. (2020) Coastal wetland vegetation features and digital Change Detection Mapping based on remotely sensed imagery: El-Burullus Lake, Egypt. International Soil and Water Conservation Research, 8(1), 66-79.
• Eymirli, E. B. (2017). Erzurum Ovası sulak alan sistemindeki zamansal alan değişimlerinin uzaktan algılama teknikleri ile belirlenmesi Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Atatürk Üniversitesi.
• Ganie, M. and A. Nusrath, A. (2016) Determining the vegetation indices (NDVI) from Landsat 8 satellite data. International Journal of Advanced Research, 4(8), 1459-1463.
• Gardner, R. C. and Finlayson, C. (2018) Global wetland outlook: state of the World’s wetlands and their services to people. In Ramsar Convention Secretariat. (pp. 2020-5).
• Goldberg, L., Lagomasino, D., Thomas, N., Fatoyinbo, T. (2020) Global declines in human‐driven mangrove loss. Global change biology, 26(10), 5844-5855.
• Gopal, B. (2015) Rapid assessment of wetland ecosystem services. Biodiversity and Ecosystem Services ff Wetlands, 121.
• Jaafar, B., Said, I., Rasidi, M. H. 2011. Evaluating the impact of vertical greenery system on cooling effect on high rise buildings and surroundings: a review. RUAS Review of Urbanism and Architectural Studies, 9(2), 1-9.
• Kandemir E., (2010) Uzaktan Algılama Tekniğinde NDVI Değerleri İle Doğal Bitki Örtüsü Tür Dağılımı Arasındaki İlişkilerin Belirlenmesi Üzerine Araştırmalar. Yüksek Lisans Tezi. Fen Bilimleri Enstitüsü, Ege Üniversitesi. 60 pp.
• Kirwan, M. L., Temmerman, S., Skeehan, E. E., Guntenspergen, G. R., Fagherazzi, S. (2016) Overestimation of marsh vulnerability to sea-level rise. Nature Climate Change, 6(3), 253-260.
• Leguizamo, M. A. O., Gómez, W. D. F., Sarmiento, M. C. G. (2017) Native herbaceous plant species with potential use in phytoremediation of heavy metals, spotlight on wetlands—a review. Chemosphere, 168, 1230-1247.
• Li, L., Su, H., Du, Q., Wu, T. A. (2021) novel surface water index using local background information for long term and large-scale Landsat images. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 172, 59-78.
• Li, W., Du, Z., Ling, F., Zhou, D., Wang, H., Gui, Y., Zhang, X. (2013) A comparison of land surface water mapping using the normalized difference water index from TM, ETM+, and ALI. Remote Sensing, 5(11), 5530-5549.
• Mao, D., Tian, Y., Wang, Z., Jia, M., Du, J., Song, C. (2020) Wetland changes in the Amur River Basin: Differing trends and proximate causes on the Chinese and Russian sides. Journal of Environmental Management, 111670.
• Mao, D., Wang, Z., Wu, J., Wu, B., Zeng, Y., Song, K., Luo, L. (2018) China's wetlands loss to urban expansion. Land degradation & development, 29(8), 2644-2657.
• Matson, M., Mcclain, E. P., McGinnis, D. F., & Pritchard, J. A. (1978) Satellite detection of urban heat islands. Monthly Weather Review, 106(12), 1725-1734.
• Murray, N. J., Phinn, S. R., DeWitt, M., Ferrari, R., Johnston, R., Lyons, M. B., Fuller, R. A. (2019) The global distribution and trajectory of tidal flats. Nature, 565(7738), 222-225.
• Oke, T. R. (1981) Canyon geometry and the nocturnal urban heat island: comparison of scale model and field observations. Journal of climatology, 1(3), 237-254.
• Özkazanç, N. K. and Özay, E. (2019) Göçmen kuşları tehdit eden faktörler. Bartın University International Journal of Natural and Applied Sciences, 2(1), 77-89.
• Sarpdağ, F. and Emi̇nağaoğlu, Ö. (2020) Erzurum bataklıkları (Yakutiye, Erzurum, Türkiye) florası. Turkish Journal of Biodiversity.54-68
• Schuerch, M., Spencer, T., Temmerman, S., Kirwan, M. L., Wolff, C., Lincke, D., Brown, S. (2018) Future response of global coastal wetlands to sea-level rise. Nature, 561(7722), 231-234.
• Sharma, M., Bangotra, P., Gautam, A. S.,Gautam, S. (2021) Sensitivity of normalized difference vegetation index (NDVI) to land surface temperature, soil moisture, and precipitation over district Gautam Buddh Nagar, UP, India. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 1-11.
• Streutker, D.R. (2003) The satellite measured growth of the urban heat island of Houston, Texas. Remote Sensing of Environment, 85(3), 282–289.
• Theau, J. (2006) “Detection of changes using remote sensing: An Overview of principles and applications”. In Geo-Spatial and Range Sciences Conference, Idaho State University, Pocatello, ID, USA. August 2006.
• Unger, J. (1997) Some features of the development of an urban heat island. Studia Universitatis Babes-Bolyai, Geographia, 42, 125-131.
• URL-1 (2017) https://earth.google.com
• URL-2 (2017) https://landsat.usgs.gov/what-are-band-designations-landsat-satellites
• URL-3 (2017) http://portal.netcad.com.tr/pages/viewpage.action?pageId =111477859
• URL-4 (2017) https://earthexplorer.usgs.gov/
• Xu, H. (2006) Modification of normalized difference water index (NDWI) to enhance open water features in remotely sensed imagery. International journal of remote sensing, 27(14), 3025-3033.
• Yıldız Karakoç, D. (2017) Türkiye'de Sulak Alanlar. 5. Çevre Günleri Uluslararası Sempozyumu-İnsanların Doğayla Kenetlenmesi, Kentte ve Doğal Alanda, Kutuplardan Ekvatora, Ankara, Türkiye, ss, 100.
• Zengin, M. (2017) Peyzaj planlamada TOPSİS yöntemi ve Erzurum örneği. Journal of the Institute of Science and Technology, 7(1), 309-318.
• Zhang, K., Wang, R., Shen, C., Da, L. (2010) Temporal and spatial characteristics of the urban heat island during rapid urbanization in Shanghai, China. Environmental monitoring and assessment, 169, 101-112.