Dinamik Erozyon Modeli ve İzleme Sistemi (DEMİS) ile Ulusal Ölçekte Arazi Kullanım Türüne Göre Erozyon İstatistiklerinin Belirlenmesi

Yıl 2024, Cilt: 1 Sayı: Özel, 148 - 167, 02.12.2024

İskender Demirtaş , Günay Erpul

Öz

Toprak erozyonu tüm dünyada olduğu gibi Türkiye’de de önemli çevresel bir problemdir. Hızlı bir şekilde erozyon değerlendirmesi ve politikalar geliştirmek için Dinamik Erozyon Modeli ve İzleme Sistemi (DEMİS) destekleyici bir planlama aracı haline gelmiştir, buna göre RUSLE teknolojisine dayalı olarak 25 nehir havzasında erozyonu izlemek için kurulmuş ve teknik olarak UA ve CBS ile güçlendirilmiştir. DEMİS, sadece tüm nehir havzaları için değil, aynı zamanda Türkiye'nin tüm illeri için farklı arazi kullanım türlerini de dikkate alarak erozyon istatistik sonuçlarını başarıyla oluşturmuştur. Ayrıca DEMİS tarafından üretilen istatistiksel sonuçlar, toprak erozyonu ile mücadele için mikro havza ölçeğinde detaylı eylem planlarının kolaylıkla uygulanabileceği, erozyon şiddet dağılım haritalarını ortaya koymaktadır. DEMİS tarafından üretilen istatistiki sonuçlar ve tahminlere dayalı olarak hesaplanan toprak kaybı miktarı ülkemizde yaklaşık olarak 642 milyon t ha⁻¹yıl⁻¹’dır. Ülkemizdeki su erozyonu miktarı şiddet sınıfları açısından değerlendirildiğinde %79,4 ‘ünde çok düşük veya düşük şiddette erozyonun etkisi altında olduğu hesaplanmış, diğer taraftan toplam alanın %20,6’sının ise orta, şiddetli ve çok şiddetli erozyona maruz kaldığı belirlenmiştir. Şiddetli ve çok şiddetli erozyon miktarı arazi kullanım türüne göre kıyaslandığında ise tarım ve mera alanlarında şiddetli erozyonun meydana geldiği tespit edilmiştir. Model parametrelerinin yer değiştiren toprak miktarı üzerindeki etkinlikleri karşılaştırıldığında, eğim uzunluğu ve dikliğinin yüzeysel akış ve erozyon süreçleri üzerindeki birleşik etkisini temsil eden LS %47,55, değeriyle rasyonel verimlilikte öne çıkmıştır, C, R ve K sırasıyla %34,82, %14,26 ve %3,36 şeklinde sıralanmıştır. Havza ölçeğinde birim alanda en fazla sediment taşınımı ise 26 t ha⁻¹yıl⁻¹ ile Çoruh Havzasında meydana gelirken, en az erozyon ise 4,2 t ha⁻¹yıl⁻¹ ile Sakarya havzasında gerçekleşmiştir. Havza bazında taşınan toprak miktarları değerlendirildiğinde ise sırasıyla en fazla taşınım, 160 milyon ton ile Dicle-Fırat’ta olurken en düşük sediment taşınımı ise, 3,6 milyon ton ile Burdur Havzasında meydana gelmiştir.

Anahtar Kelimeler

DEMİS, RUSLE, CBS, Toprak Erozyonu, Arazi Kullanımı.

Destekleyen Kurum

Çölleşme ve Erozyonla Mücadele Genel Müdürlüğü

Teşekkür

Mustafa Sert'e katkılarından dolayı teşekkür ederim.

Kaynakça

• Ansari, A., and Tayfur, G., (2023). Comparative analysis of estimationof slope-length gradient (LS) factor for entire Afghanistan, Geomatics, Natural Hazards and Risk, 14:1, 2200890, DOI: 10.1080/19475705.2023.2200890.
• Baer, S. G. (2016). ‘Nutrients as determinants and endpoints in ecological restoration’, pp. 333–64. In: Palmer, M. A., Zedler, J. and Falk, D. (Eds), Foundations of Restoration Ecology, 2nd edition. Island Press, Washington DC.
• Bayramin, I., Basaran, M., Erpul, G., & Canga, M. R. (2008). Assessing the effects of land use changes on soil sensitivity to erosion in a highland ecosystem of semi-arid Turkey. Environmental Monitoring and Assessment, 140, 249–265.
• Bennett, E.M.; Peterson, G.D.; Gordon, L.J. Understanding Relationships among Multiple Ecosystem Services. Ecol. Lett. 2009, 12, 1394–1404.
• Borrelli, P., Robinson, D.A., Fleischer, L.R. et al. An assessment of the global impact of 21st century land use change on soil erosion. Nat Commun 8, 2013 (2017). https:// doi.org/10.1038/s41467-017-02142-7.
• Demirci, A., and Karaburun, A., (2012). Estimation of Soil Erosion Using RUSLE in a GIS Framework: A Case Study in the Buyukcekmece Lake Watershed, Northwest Turkey. Environmental Earth Sciences, 66, 903-913. http://dx.doi.org/10.1007/ s12665-011-1300-9.
• DSİ, (2013). Türkiye Akarsularında Süspanse Sediment Gözlemleri [2006-2012], Ankara.
• E.İ.E.İ. 2006. Elektrik İşleri Etüd İdaresi Genel Müdürlüğü. Türkiye Akarsularında Süspanse Sediment Gözlemleri Yıllığı (1999-2005), Ankara.
• Efe R., Ekinci D. & Curebal I. 2008. Erosion analysis of Sahin Creek watershed (NW of Turkey) using GIS based on Rusle (3d) method. J Appl Sci 8:49-58.
• Erdogan, E.H. – Erpul, G. – Bayramin, I. (2007): Use of USLE/GIS Methodology for Predicting Soil Loss in a Semiarid Agricultural Watershed. Environ. Monit. Assess. 131: 153–161.
• Erpul, G., Deviren Saygın, S., 2012. Ülkemizde Toprak Erozyonu Sorunu Üzerine: Ne Yapılmalı?. Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Dergisi. 1(1), 26-32.
• Erpul G., Şahin S., Akgöz, R., İnce K., Güden, A. Çetin, E. 2016. Türkiye Yağışlarının Özellikleri ve Yenilenmiş Evrensel Toprak Kayıpları Eşitliği (YETKE) R Faktörü. Çölleşme ve Erozyonla Mücadele Genel Müdürlüğü Yayınları. ISBN:978-605-4610-93-8.
• Erpul G., Şahin S., İnce K., Küçümen A., Akdağ M.A., Demirtaş İ., Çetin E., 2018. Türkiye Su Erozyonu Atlası. Çölleşme ve Erozyonla Mücadele Genel Müdürlüğü Yayınları (ISBN: 978-605-9550-23-9). Ankara.
• FAO and ITPS, 2015. Status of the World’s Soil Resources (SWSR) – Technical Summary. Food and Agriculture Organization of the United Nations and Intergovernmental Technical Panel on Soils, Rome, Italy.
• Foster, G.R., McCool, D.K., Renard, K.G., Moldenhauer, W.C., 1981. Conversion of the universal soil loss. GDPS (General Directorate of Rural Service) (1986). 1/25000 Soil Map of Ankara, Türkiye. Digital Soil Database: Soil and Water Resources National Information Centre, Türkiye.
• Hacisalihoğlu S., “Variations Of Measured And Simulated Soil-Loss Amounts In A Semiarid Area In Turkey”, ENVIRONMENTAL MONITORING AND ASSESSMENT, vol.165, pp.255-262, 2010.
• İrem A., Topaloğlu F., Uygur V., (2007) “Estimating Spatial Distribution of Soil Loss over Seyhan River Basin in Turkey” Journal of Hydrol Vol. 336(1):30-37.
• Karaburun, A., Demirci, A. ve Karakuyu, M. 2009. Erozyon tahmininde CBS tabanlı rusle metodunun kullanılması: büyükçekmece örneği, 3. Dokuz Eylül Üniversitesi CBS Sempozyumu CBS ve Bilgi Teknolojileri 10-11 Aralık, İstanbul.
• Kavian, A., Hoseinpoor Sabet, S., Solaimani, K., & Jafari, B. (2016). Simulating the effects of land use changes on soil erosion using RUSLE model. Geocarto International, 32(1), 97–111. https://doi.org/10.1080/10106049.2015.1130083.
• Kızılelma, Y.; Karabulut, M.; (2014). “Mut Havzası’nda Erozyona Duyarlı Alanların Belirlenmesi”, The Journal of International Social Research Cilt: 7 Sayı: 31 Volume: 7 Issue: 31. Kinnell, P.I.A. (2010). “Event Soil Loss, Runoff and the Universal Soil Loss Equation Family of Models: a review” Journal of Hydrology, Vol.385, p.384-397.
• Kinnel, P.I.A. (2010) Event Soil Loss, Runoff and the Universal Soil Loss Equation Family of Models: A Review. Journal of Hydrology, 385, 384-397.
• Kouli M, Soupios P, Vallianatos F (2009) Soil erosion prediction using the revised universal soil loss equation (RUSLE) in a GIS framework, Chania, Northwestern Crete, Greece. Environ Geol 57(3):483–497.
• Lal, R. (2003), ‘Offsetting global CO2 emissions by restoration of degraded soils and intensification of world agriculture and forestry’, Land Degradation & Development, 14(3), pp. 309–22.
• Lee S. 2004. Soil erosion assessment and its verification using the universal soil loss equation and geographic information system: a case study at Boun, Korea. Environ Geol 45:457-465.
• Lim, K.J., Sagong, M., Engel, B.A., Tang, Z., Choi, J., and Kim, K-S. (2005). “GIS- based Sediment Assessment Tool” Catena 64, 61-80.
• Madenoğlu, S., Şahin, S., Pınar, M.Ö. and Erpul, G. 2018. The effect of sustainable soil/land management on erosion and dam safety. 5th International Dam Safety Congress, Istanbul-Turkey.
• Moore ID, Burch G. J. (1986a) Modelling erosion and deposition. Topographic effects Trans Am Soc Agric Eng 29:1624–1630 1640.
• Moore ID, Burch G. J. (1986b) Physical basis of the length-slope factor in the universal soil loss equation. Soil Sci Soc Am J 50:1294– 1298.
• Ogawa S, Saito G, Mino N, Uch Da S, Khan NM, Shafiq M (1997) Estimation of soil erosion using USLE and Landsat TM in Pakistan, GIS development. Net, ACRS, pp 1–5.
• Özcan A.U., Uzun O., Başaran M., Erpul G., Akşit S. and Palancıoğlu H.M. 2015. Soil Erosion Risk Assessment for Volcano Cone of Alidaği Mountain by Using Usle/Rusle, GIS and Geostatistics. Fresenius Environmental Bulletin, Volume 24 – No 6. 2015.
• Panagos, P. et al. (2015). The new assessment of soil loss by water erosion in Europe. Environ. Sci. Policy 54, 438–447.
• Panagos, P., Borrelli, P., Meusburger, K., Yu, B., Klik, A., Lim, K.J., Yang, J. E., Ni, J., Miao, C., Chattopadhyay, N., Sadeghi, S.H., Hazbavi, Z., Zabihi, M., Larionov, G. A., Krasnov, S.F., Gorobets, A.V., Levi, Y., Erpul, G., Birkel, C., Hoyos, N., Naipal, V., Oliveira, P. T. S., Bonilla, C. A., Meddi, M., Nel, W., Al-Dashti, H., Boni, M., Diodato, N., Van Oost, K., Nearing, M. and Ballabio, C. 2017. Global rainfall erosivity assessment based on high-temporal resolution rainfall records. 7: 4175 | DOI:10.1038/s41598-017-04282-8.
• Park C-S, Jung Y-S, Joo J-H, Lee J-T (2005) Best management practices reducing soil loss in the saprolite piled upland in Hongcheon highland. Korean J Soil Sci Fertil 38(3):119–126.
• Peters, D. P. C., Havstad, K. M., Archer, S. R. and Sala, O. E. (2015), ‘Beyond desertification: New paradigms for dryland landscapes’, Frontiers in Ecology and the Environment, 13(1), pp. 4–12.
• Pınar, M.Ö., Şahin, S., Madenoğlu, S. and Erpul, G. 2018. Determining Severe Erosion Affected Areas and Estimation Reservoir Sediment Load in Derinöz Dam Basin. 5th International Symposium of Dam Safety (27-31/10/2018). Istanbul-Turkey.
• Renard, K.G., Foster, G.R., Weesies, G.A., Porter, J.P., (1991). RUSLE: revised universal soil loss equation J. Soil Water Conserv., 46 (1), pp. 30-33.
• Renard, K. G., Foster, G. R., Weesies, G. A., McCool, D. K., & Yoder, D. C. (1997). Predicting soil erosion by water: A guide to conservation planning with the revised universal soil loss equation RUSLE (p. 404). U. S. Department of Agriculture, Agriculture Handbook 703, Government Printing Office, SSOP, Washington, D.C., ISBN 0-16-048938-5.
• Römkens, M. J. M., R. A. Young, J. W. A. Poesen, D. K. McCool, S. A. El‐Swaify, and J. M. Bradford. 1997. Soil erodibility factor (K). In Predicting Soil Erosion by Water: A Guide to Conservation Planning with the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) 65‐99. K. G. Renard et al., eds. Washington, D.C.: USDA.
• Römkens, M. J. M., S. N. Prasad, and J. W. A. Poesen. 1986. Soil erodibility and properties. In Proc. of the 13th Congress of theIntl. Soil Science Society 5: 492‐504.
• Saygin S.D., Ozcan A.U., Basaran M. et al. 2014. The combined RUSLE/SDR approach integrated with GIS and geostatistics to estimate annual sediment flux rates in the semi-arid catchment, Turkey. Environ Earth Sci 71:1605-1618.
• Şekercioğlu, Çağan H. 2010. Ecosystem functions and services. Pp. 45-72 in Sodhi, N.S. and Ehrlich,P.R. (eds.). Conservation Biology for All. Oxford University Press. Oxford.
• Tağıl, Ş. (2007). “Tuzla Çayı Havzası’nda (Biga Yarımadası) CBS-Tabanlı RUSLE Modeli Kullanarak Arazi Degradasyonu Risk Değerlendirmesi” Ekoloji Dergisi, 17 (65),11-20.
• Tağıl, Ş. (2009). “Çakırdere ve Yahu Dere Havzalarında (Balıkesir) Toprak Kaybının Mekânsal Dağılışı ve Etkileyen Faktörler” Balıkesir Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 12 (22): 23-39.
• Tiwari, A.K., Risse, L.M., and Nearing, M.A. (2000). “Evaluation of WEPP and Its Comparison with USLE and RUSLE” Transactions of the American Society of Agricultural Engineers Vol. 43: s. 1129-1135.
• Topçu, P. and Erpul, G. 2017. Climate Change and Sustainable Soil Management (SSM). Türk Coğrafya Kurumu (TCK) 75. Yıl Uluslararası Kongresi, 654-660.
• Torri, D., Poesen, J., Borselli, L. (1997) Predictability and uncertainty of the soil erodibility factor using a global dataset. Catena 31, 1–22.
• Torri, D., Poesen, J., Borselli, L. (2002) Corrigendum to ‘‘Predictability and uncertainty of the soil erodibility factor using a global dataset’’ [Catena 31(1997): 1–22] and to ‘‘Erratum to Predictability and uncertainty of the soil erodibility factor using a global dataset. [Catena 32(1998):307–308]’’. Catena 46, 309–310.
• Tunç, E, Schröder D (2010a). Ankara’nın Batısındaki Tarım Topraklarında USLE ile Erozyon Boyutunun Tespiti, Ekoloji Dergisi 19, 75(1): 58-63.
• Tunç, E., Schröder, D. (2010b). Vergleichen der Bodenerosion von Landwirtschaftlich Genutzten Flaechen in Mittelanatolien und Rheinland-Pfalz. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 47(1): 11-20.
• Tüfekçioğlu, M. ve Yavuz, M. (2016). “Yusufeli Mikro Havzasında (Artvin) Yüzey Erozyonu Toprak Kaybının Tahmin Edilmesi ve Erozyon Risk Haritasının Oluşturulması” Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi. Cilt: 17, Sayı:2, Sayfa:188-199.
• Wagg, C., Bender, S. F., Widmer, F. and van der Heijden, M. G. A. (2014), ‘Soil biodiversity and soil community composition determine ecosystem multifunctionality’, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 111(14), pp. 5266–70.
• Wischmeier et al., (1971) A soil Erodibility nomograph for farmland and construction sites. J Soil Sci Water Conserv 26(5):189–193.
• Wischmeier, W.H., Smith, D.D. (1978) Predicting rainfall erosion losses–a guide for conservation planning. USDA, Agricultural Handbook, U.S. Government Printing Office, Washington, DC., pp. 537.
• Yang D., Kanae, S., Oki, T., Koike, T., Musiake, K., (2003). Global potential soil erosion with reference to land use and climate changes Hydrol. Process., 17 (14), pp. 2913-2928.
• Yitayew, M., Pokrzywka, S.J., and Renard, K.G. (1999). “Using GIS for Facilitating Erosion Estimation” Applied Engineering in Agriculture Vol.15 (4), p. 295 – 301.
• Yuksel, A., Gundogan, R., Akay., A.E. 2008. Using the remote sensing and GIS technology for erosion risk mapping of Kartalkaya Dam watershed in Kahramanmaras, Turkey.