Determination of some relationships between soil erodibility properties and physicochemical of soils formed on various periglacial landforms in Ilgaz Mountains

Abstract

The aim of this study is to determine some relationships between some soil erodibility properties and physicochemical of soils formed on various periglacial landforms which are garland, stone cluster, circle, congeliturbation and thufur in Ilgaz Mountains. In addition it was found relationships between elevation and some soil erodibility properties in this study. For this aim, total 27 soil samples were collected from various periglacial landforms located at between 1943 m and 2398 m. Texture, pH, EC, organic matter, lime content, bulk density and hydraulic conductivity of soils were analysed and it was indicated significant relationships between these properties and aggregate stability (AS), dispersion ratio (DR), structure stability index (SSI), clay ratio (CR) and crust formation (CF). In addition, it was determined significant differences between elevation and AS, DR and CF, whereas it was found that there is not a significant relationships between elevation and SSI and CR.

Keywords

• Cold Humid Temperate Climate,Periglacial Landforms,Soil Erodibility,Ilgaz Mountains

Ilgaz Dağları Periglasyal Şekillerinde Oluşmuş Toprakların Fizikokimyasal Özellikleri ile Bazı Erozyon Duyarlılık Parametreleri Arasındaki İlişkilerin Belirlenmesi

Abstract

Çalışmanın amacı, Ilgaz Dağları’nın zirve kuşağında farklı yüksekliklerde gelişmiş periglasyal şekillerden girland, taş kümesi, çember, tufur ve konjelitürbasyon depoları içerisinde oluşmuş toprakların farklı fizikokimyasal özellikleri ile erozyon duyarlılık parametreleri arasındaki ilişkinin belirlenmesidir. Ayrıca bu çalışmada, erozyon duyarlılık parametrelerinin yükseklik ile olan ilişkisi de ele alınmıştır. Bu amaçla, 1943 m ile 2398 m yükseltileri arasında oluşmuş periglasyal şekillerden 27 adet toprak örneklemesi yapılmıştır. Toprakların bünye, pH, EC, organik madde, kireç, hacim ağırlığı, hidrolik geçirgenlik özellikleri analiz edilmiş ve erozyon duyarlılık parametrelerinden agregat stabilitesi (AS), dispersiyon oranı (DO), strüktür stabilitesi indeksi (SSI), kil oranı (KO) ve kabuk oluşumu (CF) arasındaki ilişkilerin önemli olduğu gösterilmiştir. Ayrıca, yükseklik ile AS, DO ve CF arasında anlamlı farklılaştırma olduğu belirlenmesine karşın, yükseklik ile SSI ve KO’nun anlamlı bir farklılaştırma göstermediği bulunmuştur.

Keywords

• Soğuk nemli ılıman iklim,periglasyal şekiller,erozyon duyarlılık,Ilgaz Dağları

References

1. An, S. S., Huang, Y. M., Zheng, F. Li., Yang, J. G. (2008). Aggregate Characteristics During Natural Revegetation on the Loess Plateau. Pedosphere, 18, 809-816. doi: 10.1016/S1002-0160(08)60077-6.
2. Aşkın, T. (1997). Ordu İli Topraklarının Strüktürel Dayanıklılığının ve Aşınıma Duyarlılığının Belirlenmesi Üzerine Bir Araştırma, Yüksek Lisans Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Samsun.
3. Bilgin, T. (1960). Kaz Dağı ve Üzerindeki Periglasyal Şekiller Hakkında. Türk Coğrafya Dergisi, 20, 114-123. 01.10.2019 tarihinde http://dergipark.org.tr/tr/pub/tcd/issue/21265/228296 adresinden alındı.
4. Biricik, A., S. (2010). Nurhak Dağlarında Glasyal ve Periglasyal Rölyef. Ulusal Jeomorfoloji Sempozyumu (Prof. Dr. Oğuz Erol Anısına) Bildiriler Kitabı, 220-242, Afyonkarahisar.
5. Bouyoucos, G. J. (1935). The Clay Ratio as a Criterion of Soils to Erosion. Journal of the American Society of Agronomy, 27, 738-751. 04.01.2020 tarihinde http://agris.fao.org/agris-search/search.do?recordID=US201301776020 adresinden alındı.
6. Bouyoucos, G. J. (1962). Hydrometer Method Improved for Making Particle Size Analyses of Soils 1, Agronomy Journal, 54 (5), 464-465. doi: 10.2134/agronj1962.00021962005400050028x.
7. Bryan, R. B. (1968). The Development, Use and Efficiency of Indices of Soil Erodibility. Geoderma, 2, 5-25. doi: 10.1016/0016-7061(68)90002-5.
8. Bu, C. F., Wu, S. F., Yang, K. B. (2014). Effects of Physical Soil Crusts On Infiltration and Splash Erosion in Three Typical Chinese Soils. International Journal of Sediment Research, 29, 491-501.

9. Cammeraat, L. H., Imeson, A. C. (1998). Deriving Indicators of Soil Degradation from Soil Aggregation Studies in Southeastern Spain and Southern France. Geomorphology, 23, 307-321. doi: 10.1016/S0169-555X(98)00012-9.
10. Celilov, C., Dengiz, O. (2019). Erozyon Duyarlılık Parametrelerinin Farklı Enterpolasyon Yöntemleriyle Konumsal Dağılımlarının Belirlenmesi: Türkiye, Ilgaz Dağları Milli Park Toprakları. Türkiye Tarımsal Araştırmalar Dergisi, 6 (3), 242-256. doi: 10.19159/tutad.502457.
11. Colucci, R. R., Boccali, C., Zebre, M., Guglielmin, M. (2016). Rock Glaciers, Protalus Ramparts and Pronival Ramparts in the South-eastern Alps. Geomorphology, 269, 112-121. doi: 10.1016/j.geomorph.2016.06.039.
12. Çakır, Ç., Kopar, İ. (2017). Palandöken Dağları’nda Tufurlar ve Doğal Ortam Özelliklerinin Tufurların Oluşumu Üzerindeki Etkisi. Uluslararası Jeomorfoloji Sempozyumu, 12-14 Ekim 2017, Bildiriler Kitabı, 103-110, Elazığ.
13. Dabral, P. P., Choudhury, A., Barman, M., Pandey, P. K. (2016). Determination of Erodibility under Different Landuses in the Vicinity of Nirjuli, Arunachal Pradesh. Journal of Soil and Water Conservation, 15 (4) 292-295. doi: 10.5958/2455-7145.2016.00018.7.
14. Danacıoğlu, Ş., Tağıl, Ş. (2017). Bakırçay Havzası’nda Rusle Modeli Kullanarak Erozyon Riskinin Değerlendirmesi, Balıkesir Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 20 (37), 1-18 . doi: 10.31795/baunsobed.645168.
15. Dengiz, O. (2007). Assessment of Soil Productivity and Erosion Status for the Ankara-Soğulca Catchment Using GIS. International Journal of Soil Science, 2 (1), 15-28. doi: 10.3923/ijss.2007.15.28.
16. Dou, Y., Yang, Y., Ana, S., Zhua, Z. (2020). Effects of Different Vegetation Restoration Measures on Soil Aggregate Stability and Erodibility on the Loess Plateau, China. Catena, 185, 1-9. doi: 10.1016/j.catena.2019.104294.
17. Drewes, J., Moreiras, S., Korup, O. (2018). Permafrost Activity and Atmospheric Warming in the Argentinian Andes. Geomorphology, 323, 13-24. doi: 10.1016/j.geomorph.2018.09.005.
18. Erinç, S. (1955). Glasyal ve Periglasyal Jeomorfoloji Bakımından Honaz ve Bozdağ. Türk Coğrafya Dergisi, 13-14, 24-44.
19. Erinç, S., Bilgin, T., Bener, M. (1961). Ilgaz Üzerinde Periglasyal Şekiller. İstanbul Üniversitesi Coğrafya Enstitüsü Dergisi, 12, 90-99.
20. Erol, A., Babalık, A. A., Sönmez, K., Serin, N. (2009). Isparta-Darıderesi Havzası Topraklarında Erozyona Duyarlılığın Arazi Kullanım Şekillerine Bağlı Değişimi, Süleyman Demirel Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, A (2), 21-36. 04.12.2019 tarihinde http://static.dergipark.org.tr:8080/article-download/imported/1089001455/1089001528.pdf? adresinden alındı.
21. Giardino, J., Vick, S. (1987). Geologic Engineering Aspects of Rock Glaciers, In: Giardino, J., Shroder, J., Vitek, J., (Eds.), Rock Glaciers, Allen and Unwin, London, 265-287.
22. Gümüş, İ., Şeker, C., Negiş, H., Özatekin, H. H., Karaaslan, E., Çetin, Ü. (2016). Buğday Ekili Alanlarda Agregat Stabilitesine Etki Eden Faktörlerin Belirlenmesi. Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi, TARGİD Özel Sayısı, 236-242. doi: 10.17100/nevbiltek.210996.
23. Güney, Y., Turoğlu, H. (2018). Çok Ölçütlü Karar Analizi ile Erozyon Duyarlılık Çalışmalarında Erozyon Yüzeyleri Envanter Verisinin Kullanımı: Selendi Çayı Havzası Örneği. Coğrafi Bilimler Dergisi, 16 (1), 105-119. doi: 10.1501/Cogbil_0000000193
24. Haidaraa, I., Tahrib, M., Maananc, M., Hakdaouia, M. (2019). Efficiency of Fuzzy Analytic Hierarchy Process to Detect Soil Erosion Vulnerability. Geoderma, 354, 113853. doi: 10.1016/j.geoderma.2019.07.011.
25. Hamilton, S., Whalley, W. (1995). Rock Glacier Nomenclature: a Reassesment. Geomorphology, 14, 73-80. doi: 10.1016/0169-555X(95)00036-5.
26. Humlum, O. (1998). The Climatic Significance of Rock Glaciers. Permafrost and Periglacial Processes, 9, 375-395. doi: 10.1002/(SICI)1099-1530(199810/12)9:4<375::AID-PPP301>3.0.CO;2-0.
27. Hussian, S. M., Slmille, G. W., Collins, J. F. (1985). Laboratory Studies of Crust Development in Irish and Iraqi Soils, II. Effects Of Some Physico-Chemical Constituents On Crust Strength and Seedling Emergence. Soil & Tillage Research, 6, 123-138. doi: 10.1016/0167-1987(85)90011-X.
28. Jackson, M. L. (1958). Soil Chemical Analysis. Prentice-Hall, Inc.: Englewood Cliffs.
29. Kanar, E., Dengiz, O. (2015). Madendere Havzası Topraklarında Arazi Kullanım/Arazi Örtüsü ile Bazı Erozyon Duyarlılık İndeksleri Arasındaki İlişkinin Belirlenmesi. Türkiye Tarımsal Araştırmalar Dergisi, 2, 15-27. doi: 10.19159/tutad.74524.
30. Kara, Z., Yakupoğlu, T., Ballı, E., Saltalı, K. (2018). Relationship Between Some Soil Properties and Erodibility of Agricultural Lands Close the Suphan Mountain. I. International Gap Agriculture & Livestock Congress, 25-27 April 2018, Şanlıurfa.
31. Karagöktaş, D., Yakupoğlu, T. (2014). Erozyon Araştırma Sahasına Dönüştürülmesi Planlanan Bir Alanda Aşınabilirlik ve Toprak Özellikleri Arasındaki İlişkiler. Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Dergisi, 2 (1) 6-12. 04.12.2019 tarihinde http://dergi.toprak.org.tr/download/arsiv/EM5O66CN.pdf adresinden alındı.
32. Kemper, W. D., Rosenau, R. C. (1986). Aggregate Stability and Size Distribution, Klute, A. (Ed.), In Methods of Soil Analysis, Part I-Physical and Mineralocigal Methods (2nd Edition) (425-442). SSSA Book Series No: 5, SSA and ASA, Madison, Wisconsin.
33. Kinnell, P. I. A. (2017). A Comparison of the Abilities of the USLE-M, RUSLE2 and WEPP to Model Event Erosion from Bare Fallow Areas. Science of the Total Environment, 596-597, 32-42. doi: 10.1016/j.scitotenv.2017.04.046.
34. Knight, J., Harrison, S., Jones, D. B. (2019). Rock Glaciers and the Geomorphological Evolution of Deglacierizing Mountains. Geomorphology, 324, 14-24. doi: 10.1016/j.geomorph.2018.09.020.
35. Lal, R. (1988). Soil Erosion Reseach Methods. Soil and Water Concervation Society, CRC Press.
36. Leo, W. M. (1963). A Rapid Method for Estimating Structural Stability of Soils. Soil Science, 96:342-346. doi: 10.1097/00010694-196311000-00010.
37. Lozinski, von W. (1909). Über die Mechanische Vermitterung der Sandsteine im Gemassigten Klima. Bulletin International de I’Academie des Sciences de Cracovie class des Sciences Mathematique et Naturalles, 1, 1-25.
38. Mallants, D., Mohanty, B. P., Jacques, D., Feyen, J. (1996). Spatial Variability of Hydraulic Properties in a Multi-layered Soil Profile. Soil Science, 161 (3), 167-181. doi: 10.1097/00010694-199603000-00003.
39. Ngatunga, E. N., Lal, R., Singer, M. J. (1984). Effect of Surface Management on Runoff and Soil Erosion from Some Plot Milangano. Geoderma, 33, 1-12.
40. Nuttal, W. F. (1982). The Effect of Seedling Depth, Soil Moisture Regime And Crust Strength On Emergence of Rape Cultivars. Agronomy Journal, 74, 1018-1022. doi: 10.2134/agronj1982.00021962007400060020x.
41. Pieri, C. (1989). Fertilité des Terres de Savane, Bilan de Trente Années de Recherche et de Développement Agricole au sud du Sahara, IRAT, Paris.
42. Saygın, F., Dengiz, O., İç, S. (2019). Mikro Havza Ölçeğinde Erozyona Duyarlılık Parametreleri ile Bazı Toprak Özellikleri Arasındaki İlişkilerin Belirlenmesi, Toprak Su Dergisi, (Özel Sayı), 15-23. doi: 10.21657/topraksu.654768.
43. Schnachtschabel, P., Blume, P., Brümmer, G., Hartge, K.H., Schwertmann, U. (1999). Toprak Bilimi, Çev: Özbek, H.- Kaya,Z- Gök, M- Kaptan, H., Ç.Ü. Ziraat Fak. Genel Yay. No:73, Ders Kitapları Yay. No: A-16, Adana.
44. Simansky, V., Pollakova, N., Halmon, S. (2014). Soil Crust in Agricultural Land. Acta Fytotechn. zootechn., 17 (4), 109-114. doi: 10.15414/afz.2014.17.04.109–114.
45. Six, J., Elliott, E. T., Paustian, K. (2000). Soil Macro-Aggregate Turnover and Micro-Aggregate Formation: A Mechanism for C Sequestration under No-Tillage Agriculture. Soil Biology and Biochemistry, 32, 2099–2103. doi: 10.1016/S0038-0717(00)00179-6.
46. Six, J., Paustian, K. (2014). Aggregate-Associated Soil Organic Matter as an Ecosystem Property and a Measurement Tool. Soil Biology and Biochemistry, 68, 4-9. doi: 10.1016/j.soilbio.2013.06.014.
47. Şeker, C., Karakaplan, S. (1999). Konya Ovasında Toprak Özellikleri İle Kırılma Değerleri Arasındaki İlişkiler. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 23, 183-190. 04.12.2019 tarihinde http://static.dergipark.org.tr:8080/article-download/imported/5000030677/5000030913.pdf? adresinden alındı.
48. Şimşek, U., Karaoğlu, M., Tohumcu, F., Gökmen, F., Erdel, E. (2013). Kurak Zonda Ağaçlandırmanın Toprak Organik Maddesi ve Agregat Stabilitesi Üzerine Etkisi, III. Ulusal Toprak ve Su Kaynakları Kongresi 22-24 Ekim 2013, 373-377.
49. Taysun, A. (1986). Gediz Havzası’nda Rendzina Tarım Topraklarında Yapay Yağmurlayıcı Yardımıyla Taşlar, Bitki Artıkları ve Polivinilalkol’ün (PVA) Toprak Özellikleri İle Birlikte Erozyona Etkileri Üzerinde Araştırmalar, E.Ü.Z.F. Yayın No: 474.
50. Tunçay, T., Dengiz, O. (2017). Yarı Nemli Ilıman İklim Koşullarında Farklı Eğim ve Farklı Arazi Örtüsü Altında Toprak Gelişimi ve Agregat Stabilitesi Değişimi. Toprak Su Dergisi, 6 (1), 36-43. doi: 10.21657/topraksu.305715.
51. Tunçay, T., Dengiz, O., Başkan, O., Bayramin, İ., Kılıç, Ş. (2017). Altınova Tarım İşletmesi Topraklarının Kabuk Oluşumu ve Erozyon Duyarlılık Durumlarının Konumsal Dağılımlarının Belirlenmesi, V. Uluslararası Katılımlı Toprak ve Su Kaynakları Kongresi, Kırklareli, 2017, 669-680.
52. Türkeş, M. (2003). Spatial and temporal variations in precipitation and aridity index series of Turkey. In: Mediterranean Climate-Variability and Trends, Bolle, H.J. (ed.), (181-213). In Regional Climate Studies. Heidelberg: Springer Verlag.
53. Türkeş, M. (2010). Klimatoloji ve Meteoroloji, (Birinci Baskı). Kriter Yayınevi, Yayın No: 63, Fiziki Coğrafya Serisi No. 1: İstanbul.
54. Türkeş, M. (2015). Biyocoğrafya: Bir Paleocoğrafya ve Ekoloji Yaklaşımı, (Gözden Geçirilmiş İkinci Basım). Kriter Yayınevi Fiziki Coğrafya Serisi No: 3, Sonçağ Yayıncılık Matbaacılık Reklam ve Sanayi Tic. Ltd. Şti: Ankara.
55. Türkeş, M. (2020). Climate and Drought in Turkey, Chapter 4. In Harmancioglu, N. B., Altinbilek, D. (Eds.), Water Resources of Turkey. World Water Resources, vol 2. Springer, Cham, pp 85-125. doi: 10.1007/978-3-030-11729-04.
56. Uğuz, M. F., Sevin, M. (2011). 1/100.000 Ölçekli Türkiye Jeoloji Haritaları, Kastamonu F-31 Paftası, Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, 145, Ankara.
57. Ülgen, A. N., Yurtsever, N. (1995). Türkiye Gübre ve Gübreleme Rehberi, Tarım Orman ve Köy İşleri Bakanlığı, Toprak ve Gübre Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü: Ankara.
58. Wahrhaftig, C., Cox, A. (1959). Rock Glaciers in the Alaska Range. Geological Society of American Bulletin, 70, 383-436. doi: 10.1130/0016-7606(1959)70[383:RGITAR]2.0.CO;2.
59. Whalley, W. B., Martin, H. E. (1992). Rock Glaciers: II Models and Mechanism. Progress in Physical Geography, 16 (2), 127-186. doi: 10.1177/030913339201600201.
60. Wilding, L. P. (1985). Spatial variability: It's Documentation, Accommodation and Implication to Soil Surveys. In Soil Spatial Variability. (Eds: Nielsen, D.R. and J. Bouma) (166-194). The Netherlands: Pudoc, Wageningen.
61. Yakupoğlu, T., Demirci, D. (2013). Kahramanmaraş-Narlı Ovası Topraklarının Erozyona Duyarlılıkları ile Bazı Toprak Özellikleri Arasındaki İlişkiler. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 28 (1), 33-38. 04.12.2019 tarihinde http://dergipark.org.tr/tr/pub/omuanajas/issue/20216/214184 adresinden alındı.
62. Yıldız, N., Akbulut, Ö., Bircan, H. (1998). İstatistiğe Giriş. Erzurum: Şafak Yayınevi.
63. Yönter, G. (2016). Laboratuvar Koşulları Altında Yağış Yoğunlukları, Kaymak Tabakası Oluşumu ve Su Erozyonu Arasındaki İlişkiler. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 43 (1), 109-119. 01.12.2019 tarihinde http://static.dergipark.org.tr:8080/article-download/imported/5000154216/5000139525.pdf? adresinden alındı.
64. Zeng, Q. C., Frederic, D., Cheng, M., Zhu, Z.L., An, S. S. (2018). Soil Aggregate Stability under Different Rain Conditions for Three Vegetation Types on the Loess Plateau (China), Catena, 167, 276-283. 01.12.2019 tarihinde https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01914415/document adresinden alındı.
65. Zhang, X. C., Miller, W. P. (1996). Polyacrylamide Effect on Information and Erosion in Furrows. Soil Science Society of America Journal, 60, 866-872. doi: 10.2136/sssaj1996.03615995006000030027x.