Research Article

Orman Ekosistemlerinde Hava Tabanlı LiDAR ile Toprak Üstü Karbon Stoklarının Tahmini

Volume: 27 Number: 3 December 15, 2025
EN TR

Orman Ekosistemlerinde Hava Tabanlı LiDAR ile Toprak Üstü Karbon Stoklarının Tahmini

Abstract

Küresel iklim değişikliği, atmosferdeki karbondioksit (CO₂) ve diğer sera gazlarının hızla artışıyla ekosistemlerde geri dönüşü zor değişimlere yol açmakta, orman ekosistemleri ise bu süreçte karasal karbon yutakları olarak kritik bir rol üstlenir. Orman karbonu, REDD+ ve diğer iklim değişikliğiyle mücadele programlarının temel bileşenini oluşturmakta ve karbon tutma miktarının doğru biçimde hesaplanması, iklim değişikliği stratejilerinin etkinliğini doğrudan etkilemektedir. Geleneksel arazi tabanlı ölçümler, geniş alanlarda uygulanması güç, maliyetli ve orman yapısındaki heterojenliği tam olarak temsil edememeleri nedeniyle sınırlı kalmaktadır. Bu nedenle, uzaktan algılama teknikleri, özellikle LiDAR (Light Detection and Ranging) sistemi, orman yapısını üç boyutlu olarak incelemede giderek daha fazla önem kazanmaktadır. Bu çalışmada, İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa Orman Fakültesi Araştırma Ormanı’nda 86 örnek alanda yapılan arazi ölçümleri kullanılarak toprak üstü karbon (TÜK) tahmini gerçekleştirilmiştir. ALS (Airborne Laser Scanning) verilerinden türetilen 101 yapısal metrik incelenmiş, yüksek korelasyonlu değişkenler elenerek 25 belirleyici metrik seçilmiştir. Random Forest regresyon modeli ve leave-one-out cross-validation (LOOCV) yöntemi ile TÜK tahminleri yapılmıştır. Model, belirtme katsayısı (R²) = 0,76, kök ortalama kare hata (RMSE) = 4,25 ton C/ha ve ortalama mutlak hata (MAE) = 3,48 ton C/ha performans değerleri ile yüksek doğruluk göstermiştir. Değişken önem analizi, yükseklik yüzdelikleri ve canopy relief ratio (CRR) gibi dikey yapı heterojenliğini temsil eden metriklerin TÜK tahmininde en etkili değişkenler olduğunu ortaya koymuştur. Elde edilen sonuçlar, ALS verisinin farklı meşcere tipleri ve topoğrafik heterojenlik gösteren ormanlarda bile TÜK tahmininde güvenilir bir araç olduğunu doğrulamaktadır. Özellikle yükseklik, örtü kapanma oranı ve dikey yapı heterojenliğini temsil eden metrikler, karbon stoklarının doğru modellenmesinde kritik rol oynamaktadır. Elde edilen sonuçlar, havasal LiDAR verisinin bölgesel ve ulusal ölçekte karbon haritalaması ile iklim değişikliğiyle mücadele stratejilerinin geliştirilmesinde güvenilir bir yöntem sunduğunu göstermektedir.

Keywords

Thanks

The terrestrial inventory data used in this study were compiled from the dataset employed in the forest management planning project of the Istanbul University - Cerrahpaşa Faculty of Forestry Education and Research Forest. I would like to express my sincere gratitude to the faculty members of the Department of Forest Management at Istanbul University - Cerrahpaşa Faculty of Forestry for their valuable contributions.

References

  1. Asner, G. P. (2009). Tropical forest carbon assessment: integrating satellite and airborne mapping approaches. Environmental Research Letters, 4(3), 034009. https://doi.org/10.1088/1748-9326/4/3/034009
  2. Biau, G., & Scornet, E. (2016). A random forest guided tour. Test, 25(2), 197–227. https://doi.org/10.1007/s11749-016-0481-7
  3. Bonan, G. B. (2008). Forests and climate change: forcings, feedbacks, and the climate benefits of forests. Science, 320(5882), 1444–1449. https://doi.org/10.1126/science.1155121
  4. Breiman, L. (2001). Random Forests. Machine Learning, 45(1), 5–32. https://doi.org/10.1023/a:1010933404324 Brown, S. (1997). Estimating biomass and biomass change of tropical forests: A primer. Retrieved from http://ci.nii.ac.jp/ncid/BA52417799
  5. Chave, J., Andalo, C., Brown, S., Cairns, M. A., Chambers, J. Q., Eamus, D., . . . Yamakura, T. (2005). Tree allometry and improved estimation of carbon stocks and balance in tropical forests. Oecologia, 145(1), 87–99. https://doi.org/10.1007/s00442-005-0100-x
  6. Cheng, F., Ou, G., Wang, M., & Liu, C. (2024). Remote sensing estimation of forest carbon stock based on machine learning algorithms. Forests, 15(4), 681.
  7. Clark, D. B., & Kellner, J. R. (2012). Tropical forest biomass estimation and the fallacy of misplaced concreteness. Journal of Vegetation Science, 23(6), 1191–1196. https://doi.org/10.1111/j.1654-1103.2012.01471.x
  8. Cutler, D. R., Edwards, T. C., Beard, K. H., Cutler, A., Hess, K. T., Gibson, J., & Lawler, J. J. (2007). RANDOM FORESTS FOR CLASSIFICATION IN ECOLOGY. Ecology, 88(11), 2783–2792. https://doi.org/10.1890/07-0539.1

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Forestry Biomass and Bioproducts, Forestry Sciences (Other)

Journal Section

Research Article

Early Pub Date

December 2, 2025

Publication Date

December 15, 2025

Submission Date

October 7, 2025

Acceptance Date

November 18, 2025

Published in Issue

Year 2025 Volume: 27 Number: 3

APA
Demirel, T. (2025). Orman Ekosistemlerinde Hava Tabanlı LiDAR ile Toprak Üstü Karbon Stoklarının Tahmini. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 27(3), 445-463. https://doi.org/10.24011/barofd.1798937
AMA
1.Demirel T. Orman Ekosistemlerinde Hava Tabanlı LiDAR ile Toprak Üstü Karbon Stoklarının Tahmini. Bartın Orman Fakültesi Dergisi. 2025;27(3):445-463. doi:10.24011/barofd.1798937
Chicago
Demirel, Tufan. 2025. “Orman Ekosistemlerinde Hava Tabanlı LiDAR Ile Toprak Üstü Karbon Stoklarının Tahmini”. Bartın Orman Fakültesi Dergisi 27 (3): 445-63. https://doi.org/10.24011/barofd.1798937.
EndNote
Demirel T (December 1, 2025) Orman Ekosistemlerinde Hava Tabanlı LiDAR ile Toprak Üstü Karbon Stoklarının Tahmini. Bartın Orman Fakültesi Dergisi 27 3 445–463.
IEEE
[1]T. Demirel, “Orman Ekosistemlerinde Hava Tabanlı LiDAR ile Toprak Üstü Karbon Stoklarının Tahmini”, Bartın Orman Fakültesi Dergisi, vol. 27, no. 3, pp. 445–463, Dec. 2025, doi: 10.24011/barofd.1798937.
ISNAD
Demirel, Tufan. “Orman Ekosistemlerinde Hava Tabanlı LiDAR Ile Toprak Üstü Karbon Stoklarının Tahmini”. Bartın Orman Fakültesi Dergisi 27/3 (December 1, 2025): 445-463. https://doi.org/10.24011/barofd.1798937.
JAMA
1.Demirel T. Orman Ekosistemlerinde Hava Tabanlı LiDAR ile Toprak Üstü Karbon Stoklarının Tahmini. Bartın Orman Fakültesi Dergisi. 2025;27:445–463.
MLA
Demirel, Tufan. “Orman Ekosistemlerinde Hava Tabanlı LiDAR Ile Toprak Üstü Karbon Stoklarının Tahmini”. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, vol. 27, no. 3, Dec. 2025, pp. 445-63, doi:10.24011/barofd.1798937.
Vancouver
1.Tufan Demirel. Orman Ekosistemlerinde Hava Tabanlı LiDAR ile Toprak Üstü Karbon Stoklarının Tahmini. Bartın Orman Fakültesi Dergisi. 2025 Dec. 1;27(3):445-63. doi:10.24011/barofd.1798937

 

Journal of Bartin Faculty of Forestry Editorship,

Bartin University, Faculty of Forestry, Dean Floor No:106, Agdaci District, 74100 Bartin-Turkey.

Fax: +90 (378) 223 5077, Fax: +90 (378) 223 5062,

E-mail: bofdergi@bartin.edu.tr