Investigation of Gümüşhane Pastures Erosion Problem with ICONA Model

Öz

Erosion, a natural process, has become hazardous due to human activities. Soil loss, along with the loss of water and vegetation, negatively impacts agriculture and livestock farming. Scientists and researchers have recognized this issue since the 1970s and can now identify it more accurately with modern technologies. Studies in this field have accelerated using Geographic Information Systems (GIS) programs. Researchers conducted this study to determine the current erosion status in the rangelands of Gümüşhane province using the ICONA erosion model. The model uses slope, geology, land use, and land cover layers. They implemented the model using the ArcGIS 10.2.2 program. The study consists of two main parts: the application of the model and fieldwork. In Gümüşhane, sloping terrains with hard parent material commonly contain rangelands. The vegetation cover density in these areas is generally between 50-75%, but in some regions, it has been observed to drop below 25%. The research indicates moderate erosion generally affects rangelands, while the risk increases in steeply sloped areas with reduced vegetation cover. Additionally, researchers found that some rangelands experience low levels of erosion, particularly in areas dominated by forage plants, which are considered healthy pastures. The study highlights the importance of preserving vegetation cover in rangelands. While reducing vegetation accelerates erosion, plant species like Geven (Astragalus sp.) play a critical role in soil conservation. The study recommends conscious rangeland management and protective measures to combat erosion effectively based on the obtained data.

Anahtar Kelimeler

• Erosion
• Pastures
• Gümüşhane
• ICONA

Gümüşhane Meralarında Erozyon Probleminin ICONA Modeli ile İncelenmesi

Öz

Doğal bir süreç olan erozyon, insan faaliyetleriyle tehlikeli bir hale gelmiştir. Toprak kaybı, su ve bitki örtüsü kaybını da beraberinde getirerek tarım ve hayvancılığı olumsuz etkilemektedir. 1970’lerden itibaren fark edilen bu sorun, modern teknolojilerle daha doğru tespit edilebilmektedir. Coğrafi Bilgi Sistemleri programları ile de bu konudaki çalışmalar hız kazanmıştır. Bu araştırma Gümüşhane ili mera arazilerinde mevcut erozyon durumunu ortaya koymak amacıyla, ICONA erozyon modeli kullanılarak yapılmıştır. Model eğim, jeoloji, arazi kullanımı ve arazi örtüsü katmanlarını kullanır. Modelin uygulanmasında ArcGIS 10.2.2. programı kullanılmıştır. Araştırma, modelin uygulanması ve arazi çalışmaları olmak üzere iki ana kısımdan oluşmaktadır. Gümüşhane’deki meralar, eğimli ve sert anamateryalden oluşan arazilerde yaygındır. Meraların bitki örtüsü yoğunluğu ise genellikle %50-75 oranında olup, ancak bazı bölgelerde bu oranın %25’in altına düştüğü tespit edilmiştir. Araştırma, meraların yaygın olarak orta seviyede erozyona maruz kaldığını, özellikle dik eğimli ve bitki örtüsü yoğunluğunun azaldığı alanlarda riskin arttığını göstermiştir. Ayrıca düşük seviyede erozyona maruz kalan meraların da bulunduğu, buraların yem bitkilerinin hakim olduğu sağlıklı meralar olduğu görülmüştür. Araştırma, meralarda bitki örtüsünün korunmasının önemini vurgulamaktadır. Bitki örtüsünün azalması erozyonu hızlandırırken, geven gibi türler toprak koruma açısından kritik rol oynamaktadır. Elde edilen veriler doğrultusunda, erozyonla mücadele için bilinçli mera yönetimi ve koruyucu önlemler önerilmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Erozyon
• Mera
• Gümüşhane
• ICONA

Kaynakça

1. Agır, S. U., Kutbay, H. G., Surmen, B., & Elmas, E. (2017). The effects of erosion and accretion on plant communities in coastal dunes in north of Turkey. Rendiconti Lincei, 28(1), 203-224. https://doi.org/10.1007/s12210-017-0599-x
2. Alizadeh, M., Zabihi, H., Wolf, I. D., Langat, P. K., Pour, A. B., & Ahmad, A. (2022). Remote sensing technique and ICONA based-GIS mapping for assessing the risk of soil erosion: A case of the Rudbar Basin, Iran. Environmental Earth Sciences, 81(21), 512. https://doi.org/10.1007/s12665-022-10634-z
3. Bayramin, İ., Dengiz, O., Baskan, O., & Parlak, M. (2003). Soil erosion risk assessment with ICONA model; case study: Beypazarı area. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 27(2).
4. Bashari, H., Boali, A., & Soltani, S. (2024). Accommodating uncertainty in soil erosion risk assessment: Integration of Bayesian belief networks and MPSIAC model. Natural Hazards Research, 4(1).
5. Bilgiç, S., & Er, S. (2024). Malatya İlinde ICONA Yöntemi ile CBS ve Uzaktan Algılama Tabanlı Erozyon Risk Analizi. Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. https://doi.org/10.28948/ngumuh.1587977
6. Chappell, A., Webb, N. P., Leys, J. F., Waters, C. M., Orgill, S., & Eyres, M. J. (2019). Minimising soil organic carbon erosion by wind is critical for land degradation neutrality. Environmental Science & Policy, 93, 43-52. https://doi.org/10.1016/j.envsci.2018.12.020
7. Çöçen, E., Toprak Özcan, E., Atay, S., Pala, M., & Murathan, İ. (2014). Gümüşhane İli Merkez İlçe Köyleri Florasında Yoğun Olarak Bulunan Ballı Bitki Türleri ve Meraların Çiçeklenme Periyotları. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 4(2), 126. https://doi.org/10.17714/gufbed.2014.04.010
8. Dengi̇z, O., İmamoğlu, A., Saygin, F., Göl, C., Edi̇Ş, S., & Doğan, A. (2014). İnebolu Havzası’nın ICONA Modeli ile Toprak Erozyon Risk Değerlendirmesi. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 29(2), 136. https://doi.org/10.7161/anajas.2014.29.2.136-142

9. Dengiz, O., Saygın, F., & İmamoğlu, A. (2019). Spatial variability of soil organic carbon density under different land covers and soil types in a sub-humid terrestrial ecosystem. Euroasian Journal of Soil Science (EJSS), 8(1), 35-43. https://doi.org/10.18393/ejss.486582. Edi̇ş, S., Aytaş, İ., & Özcan, A. U. (2021). ICONA modeli kullanarak toprak erozyon riskinin değerlendirilmesi: Meşeli (Çubuk/Ankara) Havzası Örneği. Anadolu Orman Araştırmaları Dergisi, 7(1), 15-22. https://doi.org/10.53516/ajfr.948519.
10. Ediş, S., & Ulaş, E. (2017). Using Bayesian Network to predict the watershed land use type of Çankırı Acıçay-Tatlıçay. Turkish Journal of Forestry | Türkiye Ormancılık Dergisi, 18(3), 212-218. https://doi.org/10.18182/tjf.315398
11. Eraslan, S., İmamoğlu, A., Coşkun, A., Saygin, F., & Dengi̇z, O. (2017). İnebolu Havzası Topraklarının Erozyon Duyarlılık Durumları ve Arazi Kullanımı/Arazi Örtüsü ile Olan İlişkisinin Belirlenmesi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 27(1), 95-108. https://doi.org/10.29133/yyutbd.305106.
12. Eraslan, S., Zorlu, K., & Dede, V. (2023). A quantitative assessment of selected potential geosites from Gümüşhane (Türkiye) for the development of geotourism. Journal of History School (JOHS), 66, 3082–3106.https://doi.org/10.29228/joh.71660.
13. Gessesse, A. A., & Melesse, A. M. (2019). Temporal relationships between time series CHIRPS-rainfall estimation and eMODIS-NDVI satellite images in Amhara Region, Ethiopia. Içinde Extreme Hydrology and Climate Variability (ss. 81-92). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-815998-9.00008-7.
14. Gürgöze, S., Bahadır, M., Aylar, F., Çot, H. (2022). "Kürtün Çayı Havzası'nın (Samsun) ICONA Modeline Göre Erozyon Duyarlılık Analizi," In Sosyal, Beşeri ve İdari Bilimler Alanında Yeni Trendler III , Ankara: Platanus Publishing pp.629-648.
15. Han, Z., Qin, F., Cui, C., Liu, Y., Wang, L., & Fu, P. (2019). Mr4Soil: A MapReduce-Based Framework Integrated with GIS for Soil Erosion Modelling. ISPRS International Journal of Geo-Information, 8(3), 103. https://doi.org/10.3390/ijgi8030103.
16. Hati̇poğlu, İ. K., & Uzun, A. (2020). Melet Irmağı havzası’nda erozyon riskinin Mıcona modeli ile değerlendirilmesi. Türk Coğrafya Dergisi, 74, 17-31. https://doi.org/10.17211/tcd.644135.
17. Herrick, J. E., Neff, J., Quandt, A., Salley, S., Maynard, J., Ganguli, A., & Bestelmeyer, B. (2019). Prioritizing land for investments based on short- and long-term land potential and degradation risk: A strategic approach. Environmental Science & Policy, 96, 52-58. https://doi.org/10.1016/j.envsci.2019.03.001.
18. İmamoğlu, A. (2020). Alaca Çayı Havzası Erozyon Durumunun Morfometrik Ölçümler ile İlişkisi. European Journal of Science and Technology, 868-878. https://doi.org/10.31590/ejosat.710987.
19. İmamoğlu, A., Bahadır, M., & Dengiz, o. (2017). Alaca havzasında uygulanan rusle erozyon modelinde, c faktörünün (arazi örtüsü /arazi kullanımı) zamansal değişimi ve toprak kaybına etkisi. The Journal of Academic Social Science Studies, 8(Number: 61), 321-336. https://doi.org/10.9761/JASSS7252.
20. İmamoğlu, A., & Dengi̇z, O. (2020). Komşu iki mikro havzada erozyon duyarlılık değerlerinin arazi örtüsü ve arazi kullanımına bağlı değişimin belirlenmesi. Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Dergisi, 8(1), 53-60. https://doi.org/10.33409/tbbbd.757017.
21. Karakoca, E. (2025). CBS ve Uzaktan Algılama Teknikleri ile ICONA Modeli Kullanılarak Katrancı Çayı Havzası’nda (Haymana, Ankara) Toprak Erozyonu Duyarlılığı Değerlendirmesi. Jeomorfolojik Araştırmalar Dergisi(14), 126- 145.
22. Özvan, H., Arik, B., Şatir, O., & Bostan, P. (2022). Bendimahi alt havzası potansiyel erozyon riskinin CORINE ve ICONA modelleri kullanılarak haritalanması. Harran Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi, 26(3), 389-404. https://doi.org/10.29050/harranziraat.1128828.
23. Reis, M., Dutal, H., Bolat, N., & Savacı, G. (2017). Soil Erosion Risk Assessment Using GIS and ICONA: A Case Study in Kahramanmaras, Turkey. Journal of Agricultural Faculty of Gaziosmanpasa University/Gazi Osman Pasa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 34(1).
24. Saygin, F., Aytop, H., Dengi̇z, O., Koç, Y., & İmamoğlu, A. (2023). Yarı Kurak Ekolojik Koşullara Sahip Toprakların Verimlilik Özelliklerine Yönelik Konumsal Dağılımlarının Belirlenmesi; Samsun-Vezirköprü Örneği. Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi Mühendislik ve Doğa Bilimleri Dergisi, 5(2), 131-151. https://doi.org/10.55213/kmujens.1364192.
25. Saygin, F., & Dengi̇z, O. (2023). Detailed soil mapping and classification study for sustainable agricultural land management; Samsun-Vezirköprü example. Soil Studies, 12(1), 40-53. https://doi.org/10.21657/soilst.1328981.
26. Saygin, F., Dengi̇z, O., İÇ, S., & İmamoğlu, A. (2019). Bazı fiziko-kimyasal toprak özellikleri ile bazı erodibilite parametreleri arasındaki ilişkilerin mikro havza ölçeğinde değerlendirilmesi. Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 20(1), 82-91. https://doi.org/10.17474/artvinofd.481642.
27. Sürmen, B., Sürmen, M., Yavuz, T., & İmamoğlu, A. (2020). Gümüşhane İli Meralarına Ait Vejetasyon ve Bazı Çevresel Özelliklerin Jeoistatistiksel Analizi. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.637979.
28. Sürmen, M., & Kara, E. (2018). Aydın ili ekolojik koşullarında farklı eğimlerdeki mera vejetasyonlarının verim ve kalite özellikleri. Derim, 35(1), 67-72. https://doi.org/10.16882/derim.2018.343428.
29. Sürmen, M., Yavuz, T., Sürmen, B., & İmamoğlu, A. (2020). Samsun İli Çayır ve Meralarında Bitki Çeşitliliğinin Orta Dereceli Tahribat Hipotezine Göre Otlatma ve Erozyon Faktörleri ile Test Edilmesi. Uluslararası Tarım ve Yaban Hayatı Bilimleri Dergisi, 6(3), 570-581. https://doi.org/10.24180/ijaws.773991.
30. Ulu Agır, S., Surmen, B., & Kutbay, H. G. (2019). The relationships among some chemical and physical soil traits and coastal dune plant species in Central Black Sea Region of Turkey. Rendiconti Lincei. Scienze Fisiche e Naturali, 30(1), 207-222. https://doi.org/10.1007/s12210-019-00780-1.
31. Ursavaş, S., & Edis, S. (2024). Environmental and Topographical Factors Influencing Moss Distribution in Semi-Arid Regions: A Study of Çankırı-Eldivan Mountain. Anatolian Bryology, 10(2), 179-190. https://doi.org/10.26672/anatolianbryology.1594697.
32. Vallebona, C., Mantino, A., & Bonari, E. (2016). Exploring the potential of perennial crops in reducing soil erosion: A GISbased scenario analysis in southern Tuscany, Italy. Applied Geography, 66, 119-131. https://doi.org/10.1016/j.apgeog.2015.11.015.