Possible Impacts of Climate Change on Chestnut (Castanea sativa Mill.) Potential Distribution Areas: The Case of Boz and Aydın Mountains (Türkiye)

Abstract

This study was prepared to predict how and in what ways chestnut production in the Bozdağlar and Aydın Mountains will be affected by climate change. The study area is located within the borders of the Aegean Region in western Turkey. In this mountainous area, where the mountains extend parallel to each other in the east-west direction, two-thirds of Turkey's chestnut production is provided. The study began with a literature review and data collection. In this context, district-based TÜİK agricultural production statistics were compiled, thus determining the spatial distribution of chestnut production. Subsequently, efforts were made to determine the current potential and future possible distribution of chestnut cultivation, using the MaxEnt version 3.4.4 software for this purpose. To determine current potential cultivation areas, 19 bioclimatic variables from the WorldClim database for the reference period of 1960-1990 were used. To identify future possible distribution areas, the CCSM4 global circulation model was preferred from the WorldClim database. Under this model, two different Representative Concentration Pathways (RCPs) and two separate projection periods (RCP 4.5 & RCP 8.5) were considered, resulting in models analyzing bioclimatic variables for 2050 and 2070. Current and future projection models were mapped into four classes, considering chestnut production statistics and field observations. Accordingly, current potential suitability areas largely coincide with existing production statistics. Future projections show that climate change will significantly reduce areas suitable for chestnut cultivation and may completely eliminate them if necessary measures are not taken.

Keywords

• Ecology
• Anatolian Chestnut
• Castanea sativa Mill.
• Castanea sativa Mill.
• Climate Change
• Species Distribution Model

İklim Değişikliğinin Anadolu Kestanesinin (Castanea sativa Mill.) Potansiyel Yayılış Alanlarına Olası Etkileri: Bozdağlar ve Aydın Dağları Örneği

Abstract

Bu çalışma, Bozdağlar ve Aydın Dağları’nda Castanea sativa yetişmesine uygun alanların iklim değişikliklerinden nasıl ve ne şekilde etkileneceğini tahmin edebilmek amacıyla hazırlanmıştır. İnceleme alanı, Türkiye’nin batısındaki Ege Bölgesi sınırları içinde kalmaktadır. Doğu – Batı yönünde birbirine paralel olarak uzanan bu dağlık sahada, Türkiye kestane üretiminin 2/3’ü karşılanmaktadır. Çalışma literatür taraması ve veri temini ile başlamıştır. Bu kapsamda ilçe bazlı Türkiye İstatistik Kurumu (TÜİK) bitkisel üretim istatistikleri derlenmiş, böylece kestane üretiminin mekânsal dağılışı belirlenmiştir. Sonrasında kestane yetiştiriciliğinin günümüzdeki potansiyel ve gelecekteki olası dağılımının belirlenmesine çalışılmış, bu amaçla MaxEnt versiyon 3.4.4 yazılımı kullanılmıştır. Günümüzdeki potansiyel yetiştiricilik alanlarını belirlemek amacıyla WorldClim veri tabanındaki 1960-1990 referans dönemine ait 19 biyoiklimsel değişken kullanılmıştır. Gelecekteki olası yayılış alanlarını belirlemek için ise yine WorldClim veri tabanında CCSM4 küresel dolaşım modeli tercih edilmiştir. Bu model kapsamında, iki farklı Temsili Konsantrasyon Rotası (RCP) ve iki ayrı projeksiyon dönemi (RCP4.5 ve RCP8.5) dikkate alınarak modeller oluşturulmuştur. Böylece 2050 ve 2070 yıllarına ait biyoiklim değişkenleri analiz edilmiştir. Günümüz ve gelecekteki projeksiyon modelleri, kestanenin üretim istatistikleri ve arazi gözlemleri dikkate alınarak 4 sınıfa ayrılıp haritalanmıştır. Buna göre günümüzdeki potansiyel uygunluk alanları, mevcut üretim istatistikleri ile de büyük ölçüde örtüşmüştür. Geleceğe yönelik projeksiyonlar, iklim değişikliğinin kestane yetiştiriciliği için uygun alanları önemli ölçüde daraltacağını, hatta gerekli önlemlerin alınmaması durumunda da tamamen ortadan kalkabileceğini göstermiştir.

Keywords

• Anadolu Kestanesi
• Ekoloji
• İklim Değişimi
• Tür Dağılış Modeli

References

1. Aktaş, G. (2019). Aydın ili Nazilli ilçesi Oyukbaba Dağı’ndaki kestane (castanea sativa) topluluklarının ekolojisi ve ekonomik önemi (Tez No. 545273) [Yüksek Lisans Tezi, Balıkesir Üniversitesi]. Ulusal Tez Merkezi.
2. Ali, S., Makanda, T. A., Umair, M., & Ni, J. (2023). MaxEnt model strategies to studying current and future potential land suitability dynamics of wheat, soybean and rice cultivation under climatic change scenarios in East Asia. Plos one, 18(12), 1-24. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0296182
3. Álvarez-Álvarez, P., Aviñoa-Arias, A., Díaz-Varela, E., López-Bao, J. V. & Pérez-Girón, J. C. (2025). Impact of climate change over distribution and potential range of chestnut in the Iberian Peninsula. Front. For. Glob. Change, 8, 1-14. https://doi.org/10.3389/ffgc.2025.1561027
4. Atalay, Dutucu, A. (2023). Anadolu Kestanesi’nin (Castanea sativa) Anadolu’daki günümüz ve gelecek (2100) olası dağılışının modellenmesi. Journal of Human Sciences, 20(4), 446-460. https://doi.org/10.14687/jhs.v20i4.6405
5. Atalay, İ. (1994). Türkiye vejetasyon coğrafyası, Ege Üniversitesi Basımevi.
6. Atalay, İ. (2008). Ekosistem ekolojisi ve coğrafyası, Çevre ve Orman Bakanlığı.
7. Atasoy, E. & Altıngöz, Y. (2011). Dünya ve Türkiye’de kestanenin önemi ve üretimi. İstanbul Üniversitesi Edebiyat Fakültesi Coğrafya Dergisi, 1(22), 1-13.
8. Beridze, B., Sekiewicz, K., Walas, L., Thomas, P. A., Danelia, I., Fazaliyev, V., Kvartskhava, G., Sos, J., & Dering, M. (2023). Biodiversity protection against anthropogenic climate change: Conservation prioritization of Castanea sativa in the South Caucasus based on genetic and ecological metrics. Ecology and Evolution. 13(5), 1-19. https://doi.org/10.1002/ece3.10068

9. Cedano Giraldo, D., & Mumcu Küçüker, D. (2023). Assessing climate change impacts on the spatial distribution of Castanea sativa Mill. using ecological niche modeling. Anatolian Journal of Forest Research, 9(2), 170-177. https://doi.org/10.53516/ajfr.1374398
10. Conedera, M., Tinner, W., Krebs, P., de Rigo, D., & Caudullo, G. (2016). Castanea sativa in Europe: Distribution, habitat, usage and threats. In: San-Miguel Ayanz, J., de Rigo, D., Caudullo, G., Houston Durrant, T., Mauri, A. (Eds.), European Atlas of Forest Tree Species (pp. 78-79). Publication Office of the European Union.
11. Conedera, M., Krebs, P., Gehring, E., Wunder, J., Hülsmann, L., Abegg, M., & Maringer, J. (2021). How future-proof is Sweet chestnut (Castanea sativa) in a global change context? Forest Ecology and Management, 494, 1-11. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2021.11932
12. Çoban, H. O., Örücü, K., & Arslan, S. (2020). MaxEnt modeling for predicting the current and future potential geographical distribution of Quercus libani Olivier. Sustainability, 12(7), 1-17. https://doi.org/10.3390/su12072671
13. Çobanoğlu, H., Cantürk, U., Koç, I., Kulaç, S., & Sevik, H. (2023). Climate change effect on potential distribution of Anatolian chestnut (Castanea sativa Mill.) in the upcoming century in Türkiye. Forestist, 73(3), 247-256. https://doi.org/10.5152/forestist.2023.22065
14. Davis, P. H. (1965). Flora of Turkey and East Aegean Islands, Vol I, Edinburg.
15. Duran, C. (2016). Bartın-Sinop illeri Arası (Türkiye’nin Kuzeyi) alandaki kestane (Castanea sativa Mill.) ormanlarının dağılışı, İçinde A. Özçağlar, N. Türkoğlu, R. Bayar, E. Yılmaz, O. Aydın, & K. Karabacak (Eds.) TÜCAUM Uluslararası Coğrafya Sempozyumu Bildiriler Kitabı (ss.70-78). Ankara Üniversitesi, Türkiye Coğrafyası Araştırma ve Uygulama Merkezi.
16. Efe, R., Soykan, A., Sönmez, S., & Cürebal, İ., (2010). Edremit’in anıtsal ve korumaya değer ağaçları. Edremit Belediyesi Kültür Yayınları.
17. Efe, R., Soykan, A. Sönmez, S. & Cürebal, İ.; (2013). Balıkesir’in ağaçları ve çalıları. Balıkesir Belediyesi Kent Arşivi Yayınları No: 7, Akmat Akınoğlu Matbaacılık A.Ş.
18. Elith, J., Phillips, S. J., Hastie, T., Dudík, M., Chee, Y. E., & Yates, C. J. (2011). A statistical explanation of MaxEnt for ecologists. Diversity and Distributions, 17(1), 43-57. https://doi.org/10.1111/j.1472-4642.2010.00725.x
19. Ertürk, N. & Arıcak, B. (2024). Potential change of chestnut (Castanea sativa Mill.) distribution areas in Kastamonu due to global climate change, World Journal of Advanced Research and Reviews, 22(01), 1180-1189. https://doi.org/10.30574/wjarr.2024.22.1.1216
20. European Environment Agency (2018). CORİNE Land Cover 2018. https://www.eea.europa.eu/data-and-maps/data/external/corine-land-cover-2018
21. Freitas, T. R. Santos, J. A.; Silva, A. P., & Fraga, H. (2021) Influence of climate change on chestnut trees: A review. Plants, 10(7), 1-17. https://doi.org/10.3390/plants10071463
22. GBIF (2025). GBIF occurrence download. https://doi.org/10.15468/dl.44ky6a
23. Gent, P. R., Danabaşoğlu, G., Donner, L. J., Holland, M. M., Hunke, E. C., Jayne, S. R., Lawrence, D. M., Neale, R. B., Rasch, P. J., Vertenstein, M., Worley, P. H, Yang, Z. L., & Zhang, M. (2011). The community climate system model version 4. Journal of climate, 24(19), 4973-4991. https://doi.org/10.1175/2011JCLI4083.1
24. Günal, N. (1986). Gediz-Büyükmenderes arasındaki sahanın bitki coğrafyası [Yayınlanmamış Doktora Tezi]. İstanbul Üniversitesi.
25. Günal, N. (1987). Gediz-Büyükmenderes arasındaki sahanın bitki örtüsü özellikleri, Bülten, İstanbul Üniversitesi Deniz Bilimleri ve Coğrafya Enstitüsü, (4), 93-104.