Determination of carbon stocks in cedar (Cedrus libani A. Rich.) afforestation areas

Abstract

This research was carried out to determine the carbon stocks of Taurus cedar (Cedrus libani A. Rich.) plantation areas. 40 sample plots were chosen from areas differing in terms of yield classes, growth stages and canopy closure, in Eskişehir and Afyonkarahisar cities. In each sample plot tree height and diameter at breast height (DBH) of all trees were measured and a sample tree was cut and roots were excavated. Fresh weight of the tree compartments including needle, dead and live branches, bole and root was determined after cutting. Shrub, herbaceous cover and forest floor samplings were made and subsamples were collected from each sample plot. A soil pit was dug and soil core samples were taken from the identified horizons for every sample plots. Some physical and chemical properties of soil and plant specimen were analyzed in the laboratory. Stem volume and biomass equations were developed by regression analysis. Carbon stocks of tree biomass components, shrub and herbaceous cover, forest floor and soil were estimated from the data obtained from the measurements. Changes in biomass, carbon factors, and carbon stocks of biomass, forest floor and soil according to stand types were evaluated by Anova. As a result, basic wood density was calculated as 0.467 t/m³ while BEF_aboveground as 1.635, BCEF_aboveground as 0.762 t/m³, root to shoot ratio as 0.207 and carbon factor as 51.27 percent. Mean carbon stock of tree biomass was found as 61.084 t/ha while 1.060 t/ha, 0.625 t/ha, 6.55 t/ha, and 60.875 t/ha for shrub, herbaceous cover, forest floor and soil, respectively. Tree biomass, soil carbon stocks of stand types and total carbon stocks were found different between the stand types. But the differences were not significant in shrub, herbaceous cover and forest floor.

Keywords

• Cedrus libani,afforestation,biomass,carbon stocks

Sedir (Cedrus libani A. Rich.) ağaçlandırma alanlarında karbon stoklarının belirlenmesi

Abstract

Bu çalışma, sedir (Cedrus libani A. Rich.) ağaçlandırma alanlarındaki karbon stoklarını belirlemek amacıyla yapılmıştır. Örneklemeler, Eskişehir ve Afyonkarahisar illerinde verim sınıfı, gelişim çağı ve kapalılık bakımından farklılık gösteren 40 alanda yapılmıştır. Her örnek alandaki ağaçların çap ve boyları ölçülmüş, 1 ağaç kesilmiş ve kesilen ağacın kökü çıkartılmıştır. Daha sonra arazide ibre, kuru dal, canlı dal, gövde ve kök taze ağırlıkları tartılmıştır. Örnek alanlarda çalı, ot ve ölü örtü örneklemesi yapılmış ve her bileşene ait alt örnekler alınmıştır. Ayrıca her örnek alanda bir adet toprak çukuru açılarak ayrılan horizonlardan toprak örnekleri alınmıştır. Laboratuvarda bitki ve toprak örneklerinin bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri belirlenmiştir. Tek ağaç kütle denklemlerinin geliştirilmesinde regresyon analizlerinden yararlanılmıştır. Elde edilen verilerden örnek alanların hektardaki ağaç bileşenleri, diri örtü, ölü örtü ve toprak karbon stokları hesaplanmıştır. Örnek alanlardaki bitkisel kütle miktarı, bitkisel kütlenin karbon oranları ve karbon stokları ile toprak horizonlarının karbon oranları ve toprak karbon stoklarının meşcere tiplerine göre değişimi varyans analizi ile değerlendirilmiştir. Sedir ağaçlandırmaları için hacim ağırlığı 0,467 t/m³, BGK_topraküstü 1,635, BDGK_topraküstü 0,762 t/m³, kök/sak oranı 0,207 ve karbon oranı %51,27 bulunmuştur. Ortalama karbon stoğu ağaçlarda 61,084 tC/ha, çalılarda 1,060 tC/ha, otlarda 0,625 tC/ha, ölü örtüde 6,55 tC/ha, toprakta 60,875 tC/ha olarak belirlenmiştir. Ağaç kütlesi, toprak, ölü örtü ve toplam karbon stoğu meşcere tipleri arasında önemli farklılıklar göstermiştir. Ancak, ot ve çalı karbon stoğunun meşcere tiplerine göre farklılıkları önemli düzeyde değildir. 

Keywords

• Sedir,ağaçlandırma,bitkisel kütle,karbon stokları

References

1. Akgül, E., Yılmaz, A., 1986. Doğal Yayılış Alanları Dışında Yapılan Ağaçlandırmalarda Yörenin Ekolojik Özellikleri İle Toros Sedirinin (Cedrus libani A. Rich) Gelişimi Arasındaki İlişkiler, Ormancılık Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü, Teknik Bülten Serisi No. 188, 50 s.
2. Berg, B., Mcclaugherty, C., 2003. Plant litter decomposition, humus formation, carbon sequestration, Springer-Verlag Berlin Heiderberg, Germany, 3-540-44329-0.
3. Bert, D., Danjon, F., 2006. Carbon concentration variations in the roots, stem and crown of mature Pinus pinaster (Ait.). Forest Ecology and Management 222, 279-295.
4. Bozkurt, Y., 1986. Ağaç Teknolojisi, İ.Ü.O.F. Yayınları, İ.Ü.Yayın No: 3403, O.F.Yayın No: 380, İstanbul, 220 s.
5. Cienciala, E., Černý, M., Tatarinov, F., Apltauer, J., Exnerová, Z., 2006. Biomass functions applicable to Scots pine, Trees 20, 483-495.
6. Correia, A.C., Tomé, M., Pacheco, C.A., Faias, S., Dias, A.C., Freire, J., Carvalho, P.O., Pereira, J.S., 2010. Biomass allometry and carbon factors for a Mediterranean pine (Pinus pinea L.) in Portugal, Forest Systems 19 (3), 418-433.
7. Çepel, N., Dündar, M., Günel, A., 1977. Türkiye’nin Önemli Yetişme Bölgelerinde Saf Sarıçam Ormanlarının Gelişimi İle Bazı Edafik ve Fizyografik Etmenler Arasındaki İlişkiler, TÜBİTAK, Tarım ve Ormancılık Araştırma Grubu, Proje No: TOAG 154, Tübitak Yayınları No: 354, TOAG Seri No: 65, Ankara, 165 s.
8. Çömez, A., 2012. Sündiken Dağları’ndaki (Eskişehir) Sarıçam (Pinus sylvestris L.) Meşcerelerinde Karbon Birikiminin Belirlenmesi, Orman ve Su İşleri Bakanlığı, Orman Genel Müdürlüğü, Orman Toprak ve Ekoloji Araştırmaları Enstitüsü Müdürlüğü, Teknik Bülten No: 2, Eskişehir, 123 s.

9. Dönmez, İ.E., Dönmez, Ş., 2013. Ağaç kabuğunun yapısı ve yararlanma imkanları. SDÜ Orman Fakültesi Dergisi 14, 156-162.
10. Durkaya, B., Durkaya, A., Makineci, E., Ülküdür, M., 2013. Estimation of above-ground biomass and sequestered carbon of Taurus Cedar (Cedrus libani L.) in Antalya, Turkey. iForest 6, 278-284.
11. Green, C., Tobin, B., O’Shea, M., Farrell, E.P., Byrne, K.A., 2005. Above- and belowground biomass measurements in an unthinned stand of Sitka spruce (Picea sitchensis (Bong) Carr.), Eur J Forest Res 126(2), 179-188.
12. Güler, C., Copur, Y., Akgul, M., Buyuksari, U., 2007. Some chemical, physical and mechanical properties of juvenile wood black pine (Pinus nigra Arnold) plantations, Journal of Applied Sciences 7(5), 755-758.
13. Gülçur, F., 1974. Toprağın Fiziksel ve Kimyasal Analiz Metodları, İÜ Orman Fakültesi Yayın Nu: 201, Kutulmuş Matbaası, İstanbul, 225 s.
14. Güner, Ş.T., Çömez, A., Karataş, R., Çelik, N., Özkan, K., 2011. Eskişehir ve Afyonkarahisar illerindeki Anadolu karaçamı (Pinus nigra Arnold. subsp. pallasina (Lamb.) Holmboe) ağaçlandırmalarının gelişimi ile bazı yetişme ortamı özellikleri arasındaki ilişkileri. Çevre ve Orman Bakanlığı, Orman Toprak ve Ekoloji Araştırmaları Enstitüsü Müdürlüğü, Teknik Bülten No: 1, Bakanlık Yayın No: 434, Eskişehir, 83 s.
15. Güner, Ş.T., ve Çömez, A., 2017. Bıomass Equatıons And Changes In Carbon Stock In Afforested Black Pıne (Pinus nigra Arnold. subsp. pallasiana (Lamb.) Holmboe) Stands In Turkey, Fresenius Environmental Bulletin, volume 26 ± No. 3/2017, pages 2368-2379.
16. IPCC, 2003. Good practice guidance for land use, land-use change and forestry, In: IGES, Eds. J. Penman, M. Gytarsky, T. Hiraishi, T. Krug, D. Kruger, R. Pipatti, L. Buendia, K. Miwa, T. Ngara, K. Tanabe, F. Wagner, IPCC/OECD/IEA/IGES, Hayama, Japan, http://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/gpglulucf/gpglulucf_contents.html.
17. IPCC, 2006. IPCC Guidelines for national greenhouse gas inventories, prepared by the National Greenhouse Gas Inventories Programme, In: IGES, Japan (Eds.: H.S. Eggleston, L. Buendia, K. Miwa, T. Ngara and K. Tanabe), http://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/2006gl/index.html.
18. Kalıpsız, A.K., 1994. İstatistik Yöntemler, İstanbul Üniversitesi Yayın No: 3835, Fakülte Yayın No: 427, İstanbul, 558 s.
19. Kantarcı, M.D., 2000. Toprak İlmi, İ.Ü, Orman Fakültesi Yayınları, İ. Ü. Yayın No: 4261, O.F. Yayın No: 462, İstanbul, 420 s.
20. Kantarcı, M.D., 2005. Orman Ekosistemleri Bilgisi, İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Yayınları, İ.Ü. Yayın Nu: 4594, O.F. Yayın Nu: 488, İstanbul, 379 s.
21. Karataş, R., Özkan, K., 2017. Toros Sediri (Cedrus libani A. Rich.) Ağaçlandırmalarının Gelişimi İle Yetişme Ortamı Özellikleri Arasındaki İlişkiler, Ormancılık Araştırma Dergisi, Seri: A, 4:1, 12-21.
22. Laclau, P., 2003. Biomass and carbon sequestration of ponderosa pine plantations and native cypress forests in northwest Patagonia. Forest Ecology and Management 180, 317-333.
23. Lamlom, S.H., Savidge, R.A., 2003. A reassessment of carbon content in wood: variation within and between 41 North American species, Biomass and Bioenergy 25, 381-388.
24. Mikšys, V., Varnagiryte-Kabasinskiene, I., Stupak, I., Armolaitis, K., Kukkola, M., Wójcik, J., 2007. Above-ground biomass functions for Scots pine in Lithuania, Biomass & Energy 31, 685-692.
25. NIR Turkey, 2013. TURKEY Greenhouse Gas Inventory, 1990 to 2011, National Inventory Report Land Use, Land Use Change and Forestry, General Directorate of Forestry, Ankara, 42s. https://unfccc.int/national_reports/annex_i_ghg_inventories/national_inventories_submissions/items/7383.php 24.09.2014
26. Nowak, D.J., Crane, D.E., 2002. Carbon storage and sequestration by urban trees in the USA, Environmental Pollution, 116, 381-389.
27. Özdamar, K., 2002. Paket Programlar ile İstatistiksel Veri Analizi-1, 4. Baskı, Kaan Kitabevi, Eskişehir, 686 s.
28. Özkan, K., 2000. Prof. Dr. Bekir Sıtkı EVCİMEN Sedir (Cedrus libani A. Rich) Koruma Ormanı’nda Yükselti-İklim Kuşaklarına Göre Toprak Özelliklerinin Analitik Olarak İncelenmesi, S.D.Ü. Orman Fakültesi Dergisi, Seri: A, Sayı: 1, 21-40.
29. Özyuvacı, N., 1999. Meteoroloji ve Klimatoloji, İ.Ü, Orman Fakültesi Yayınları No: 4196, Dilek Ofset Matbaacılık, İstanbul, 369 s.
30. Pamir, H.N., Erentöz, C. 1975. 1/500 000 Ölçekli Türkiye Jeoloji Haritası, Ankara Paftası, Maden Tetkik ve Arama Enstitüsü Yayınları, 111s, Ankara.
31. Polat, S., Polat, O., Kantarcı, M.D., Tüfekci, S., Aksay, Y., 2014. Mersin-Kadıncık Havzası’ndaki Sedir (Cedrus libani A. Rich.) ve Karaçam (Pinus nigra Arnold.) Ağaçlandırmalarının Boy Gelişimi Ile Bazı Yetişme Ortamı Özellikleri Arasındaki Ilişkiler, Ormancılık Araştırma Dergisi, 2014/1, A, 1:1, 22-37.
32. Ranger, J., Gelhaye, D., 2001. Bellowground biomass and nutrient content in a 47-year-old Douglas-fir plantation, Ann. For. Sci. 58-423-430.
33. Schulp, CJE., Nabuurs, GJ., Verburg, PH., Waal, RW., 2008. Effects of tree species on carbon stocks in forest flor and mineral soil and implications for soil carbon inventories. Forest Ecology and Management 256, 482-490.
34. Schimel, D., Enting, I.G., Heımann, M., Wigley, T.M.L., Raynaud, D., Alves, D., Siegenthaler, U., 2000. CO2 and the carbon cycle, In: The Carbon Cycle, Ed: Wigley, T.M.L., Schimel, D.S., Cambridge University Press, USA, 0-521-58337-3, 1-37.
35. Sevgi, O., Makineci, E., Karaöz, Ö., 2011. The Forest Floor and Mineral Soil Carbon Pools of Six Different Forest Tree Species, Ekoloji 20(81), 8-14.
36. Sürücü, Z., 2012. Göller Bölgesi’ndeki Bazı Toros Sediri (Cedrus libani A. Rich.) Ağaçlandırmalarında Yetişme Ortamı Farklılığının Meşcere Gelişimine Etkisi, S.D.Ü., Fen Bilimleri Enstitüsü, Orman Mühendisliği Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, 149 s., Isparta.
37. Thomas, S.C., Martin, A.R. 2012. Carbon content of tree tissues: A Synthesis, Forests 3, 332-352.
38. Tolunay, D., Çömez, A, 2007. Orman topraklarında karbon depolanması ve Türkiye’deki durum, Küresel İklim Değişimi ve Su Sorunlarının Çözümünde Ormanlar Sempozyumu, 13-14 Aralık 2007, İstanbul, 97-107.
39. Tolunay, D., Çömez, A, 2008. Türkiye Topraklarında Toprak ve Ölü Örtüde Depolanmış Organik Karbon Miktarları, Hava Kirliliği ve Kontrolü Ulusal Sempozyumu, 22-25 Ekim 2008, Hatay.
40. Tolunay, D., 2009. Carbon concentrations of tree components, forest floor and understorey in young Pinus sylvestris stands in North-western Turkey, Scandinavian Journal of Forest Research, 24: 394-402.
41. Tolunay, D., 2012. Bolu Aladağ’daki genç sarıçam meşcereleri için oluşturulan bitkisel kütle denklemleri ve katsayıları, İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi 62(2), 99-113.
42. Tolunay, D., 2013. Türkiye’de ağaç servetinden bitkisel kütle ve karbon miktarlarının hesaplanmasında kullanılabilecek katsayılar. Ormancılıkta Sektörel Planlamanın 50. Yılı Uluslararası Sempozyumu, 26-28 Kasım 2013, Antalya.
43. Ülküdür, M., 2010. Antalya Orman Bölge Müdürlüğü Sedir Meşcerelerinin Biyokütle Tablolarının Düzenlenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Bartın Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bartın, 164 s.