Some important parameters to display the effects of climate change on forest: a case study in Cerle planning unit, Antalya, Turkey

Abstract

Climate change is one of the most detrimental issues of the earth in this century. It is evident that a change in climate parameters would affect considerably the entire global ecosystem’s environment. On the other hand, different forest related parameters such as natural disaster occurrence or land cover change of forest ecosystems could also help to understand the effects of climate change besides climate parameters such as temperature, precipitation or relative humidity. Therefore, in this study, selected parameters describing climate change were tried to display in a Mediterranean forest planning unit called “Cerle” located in Antalya. Firstly, trend analysis was carried out using climate parameters in the selected study area to detect the amount of climate change. Then, different natural disaster occurrences such as forest fire, windstorm, insects and pest attack evolution were displayed over a period of 30 to 50 years. Spatiotemporal changes for the same period were also tried to be demonstrated, based on historical and actual maps to identify the impact of climate change on the structure and composition of forest ecosystems. In brief, Mann-Kendall test results showed significant increasing trends in annual mean temperature and precipitation. Moreover, the natural development of crimean pine as a result of land use change analysis, as well as the increasing frequency of wildfires and windstorm leading to salvage cutting have been interpreted as the impact of climate change. It is concluded that changes in selected climate parameters are very important to display the climate change digitally. The outputs of this study could help in future forest management planning decisions and determination of silvicultural prescriptions. Furthermore, the obtained results might be the basis for the integration of climate change to forest management planning related to future climate projections and scenarios.

Keywords

• climate change
• parameters
• natural disaster
• Mann-Kendal test
• Sen Slope
• spatiotemporal changes
• Cerle

Ormanlarda iklim değişikliğinin etkilerinin belirlenmesinde bazı önemli parametreler: Cerle planlama birimi örneği, Antalya, Türkiye

Abstract

İklim değişikliği içinde bulunduğumuz yüzyılın en çok zarara yol açan sorunlarından biri olarak görülmektedir. İklim parametrelerinde meydana gelen değişimler tüm küresel ekosistemi önemli ölçüde etkilemektedir. Bununla birlikte; sıcaklık, yağış, bağıl nem veya rüzgâr gibi iklim parametrelerinin yanı sıra, doğal afetlerin oluşumu veya orman ekosistemlerinde meyana gelen arazi örtüsü değişimleri gibi ormanla ilgili farklı parametreler, iklim değişikliğinin etkilerini anlamada yardımcı olabilir. Gerçekleştirilen bu çalışmada, iklim değişikliğini tanımlayan bazı parametrelerin, Antalya'da tipik Akdeniz ekosistemi özelliği taşıyan “Cerle” planlama biriminde gösterilmesine çalışılmıştır. Bu amaçla ilk olarak, çalışma alanında meydana gelen iklim değişikliğini sayısal olarak belirlemek amacıyla, iklim parametreleri kullanılarak trend analizi yapılmıştır. Sonrasında, kuraklık, orman yangını, fırtına, böcek zararı gibi doğal afetlerin 50 yıllık gelişimi ortaya konmuştur. Aynı zamanda, iklim değişikliğinin orman ekosistemlerinin yapısı ve kompozisyonu üzerindeki etkisini belirlemek için aynı döneme ilişkin orman amenajman planı meşcere haritaları yardımıyla, zamansal ve konumsal değişim tespit edilmiştir. Gerçekleştirilen Mann-Kendall testi, yıllık ortalama sıcaklık ve yağışta anlamlı artış ortaya koymuştur. Ayrıca, arazi kullanım analizi sonucunda Karaçam’ın çalışma alanında meydana gelen doğal gelişimi ve olağanüstü etaya yol açan orman yangınlarının ve fırtınaların artan sıklığı, iklim değişikliğinin etkisi olarak yorumlanmıştır. Sonuç olarak, iklim parametreleri yanında, orman ekosistemi ile ilişkili diğer parametrelerde meydana gelen değişikliklerin, iklim değişikliğinin sayısal olarak kavranmasında çok önemli olduğu görülmüştür. Bu çalışmanın çıktıları, ormanların planlanması ve yönetimi konusunda alınacak kararlar ve farklı silvikültürel reçetelerin belirlenmesinde yardımcı olacaktır. Ayrıca, elde edilen sonuçlar, iklim değişikliğinin orman amenajman planlarına entegrasyonu ile, geleceğe ilişkin projeksiyon ve senaryoların hazırlanmasına temel oluşturabilecektir.

Keywords

• iklim değişikliği
• parametreler
• doğal afet
• Mann-Kendal tesi
• Sen Slope
• zamansal ve konumsal değişim
• Cerle

References

1. Allen CD, Macalady AK, Chenghounini H, Bachelet AD (2010) A Global Overview of Drought and Heat-Induced Tree Mortality Reveals Emerging Climate Risks for Forest. Forest Ecology and Management Vol. 259, pp 666–684.
2. Çil B (2012) Investigation of the Change Reports in Forest Management Plans for the Last 7 Years: Case Studies in Trabzon and Artvin Forest Regional Directorates. Master Seminar. Karadeniz Technical University.
3. Demircan M, Arabacı H, Akçakaya A, Şensoy S, Bölük E, Coşkun M (2017) İklim ve Şehirleşme Minimum Sıcaklık Trendleri, IV. Türkiye İklim Değişikliği Kongresi, TİKDEK 2017.
4. FAO (2013) Climate change guidelines for forest managers and policy makers. FAO Forestry. Paper No. 172. Rome, Food and Agriculture Organization of the United Nations.
5. GDF (1965) Cerle Forest Management Plan (1965-1974) General Directorate of Forestry. Ankara.
6. GDF (2010) Cerle Forest Management Plan (2011-2020) General Directorate of Forestry. Ankara. 258p
7. Güçlü Y (2014) Rainfall anomalies at the Mediterranean coast in Turkey (period 1950-2010) Procedia, Social and Behavioral Science Journal, volume 120, 19 mars 2014, pp 645-655. https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2014.02.145.
8. Hanewinkel M, Cullmann DA, Schelhaas M, Nabuurs G, Zimmermann NE (2015) Climate change may cause severe loss in the economic value of European forest land. doi: 10.1038/nclimate1687.

9. IPCC (2014a) R. Pachauri and L. Meyer (editors) Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Geneva, Switzerland, IPCC, 151 p., ISBN: 978-92-9169-143-2.
10. IPCC (2014b) Contribution of Workgroup III to Fifth Special Evaluation Report on Managing the Risks of Extreme Events (SREX) and Disasters to Advance Climate Change Adaptation. New York. USA. 996 p.
11. Karahalil U, Köse S (2015) Yangın Riskinin Modellenmesi ve Amenajman Planlarına Yansıtılması: Köprülü Kanyon Milli Parkı Örneği, Yöneylem Araştırması ve Endüstri Mühendisliği (YAEM) 35. Ulusal Kongresi, Bildiri Özetleri Kitabı, Sayfa 89, 9-11 Eylül, Ankara.
12. Karahalil U, Çil B, Toylan Y (2015) The Expansion of Settlement and Agriculture Areas towards the Coastal Zone and High Lands between 1970 and 2009 in Yomra District. MACODESU 2015. pp. 731-74.
13. Kendall MG (1975) Rank Correlation Methods, Charles Griffin. London.
14. Lindsey R, Campbell J, Dukes JS, Huntington T, Kathy F, Mohan J, Rodenhouse N (2012) Changing climate, changing forests: The impacts of climate change on forests of the northeastern United States and eastern Canada. Gen. Tech. Rep. NRS-99. Newtown Square, PA: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Northern Research Station. 48 p.
15. Mann HB (1945) Non-parametric Test against Trend. Econometrical, Vol. 13, pp 245-259.
16. NASA (2015) Mass Gains of Antarctic Ice Sheet Greater than Losses. Monthly Report. December 2015.
17. Oğuz E and Oğuz K (2017) Şanlıurfa İli Yağış ve Sıcaklık Trend Analizi. IV. Türkiye İklim Değişikliği Kongresi, TİKDEK 2017.
18. Öndeş AD (2017) Trends of minimum temperature in the Mediterranean region for Adana, Antalya, Isparta and Mersin stations. (1970-2011 data analysis) General Directorate of Meteorology 2017 annual report, Ankara, Turkey.
19. Scholze M, Knorr W, Arnell N, Prentice C (2009) A risk analysis for world ecosystems under future climate change. Volume 6, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2009, February, pp 30-33.
20. Şensoy S, Coşkun M, Sumer UM, Demircan M, Gürkan H, Eskioğlu O, Yazıcı B, Türkoğlu N, Çiçek İ (2017) Karaman ve Karapınar’ın İklim Değişikliği Trendleri, IV. Türkiye İklim Değişikliği Kongresi, TİKDEK 2017.
21. Tautenhahn S, Lichstein J, Jung M, Kattge J (2016) Dispersal Limitation Drives Successional Pathways in Central Siberian Forests Under Current and Intensified Fire Regimes. Global Change Biology. Vol. 22, pp 2178-2197.
22. Temur T (2017) Susurluk Havzası Sıcaklık ve Yağış Trendleri, IV. Türkiye İklim Değişikliği Kongresi, TİKDEK 2017.
23. Tüfekçioğlu A, Kalay HZ, Küçük M, Kahriman A, Özbayram AK (2005) Artvin-Hatilla Milli Parkında Böcek Zararları Sonucu Görülen Kurumalar ve Bunu Tetikleyen Ekolojik Nedenleri, Ladin Sempozyumu. pp 142-151.
24. UNCC Paris Agreement (2015) United Nations. https://unfccc.int/process-and-meetings/the-paris-agreement/the-paris-agreement. Accessed 28 October 2018
25. UNFCCC (2018) United Nations Framework Convention on Climate Change. Post-Paris Agreement. Web site at http://unfccc.int/paris_agreement/items/9485.php. Accessed 6 October 2018