On the way of only one fundamental information layer for everything within new paradigm sense; ecosystem qualification mapping

Abstract

On the way of only one fundamental information layer for everything within new paradigm sense; ecosystem qualification mapping

Abstract: The study was carried out to attract attention to the importance of holistic approach in ecological research studies and provide information about ecosystem qualification mapping, the fundamental layer for ecosystem-based management plans, by means of a case study example. In the study, species richness, potential energy footprint, resilience, rarity and dissimilarity were accepted as qualification components and the statistical analysis was performed by using 107 sample plot data taken from Yazılı Canyon Nature Park, located in the transition zone of the Mediterranean region, Turkey. All components were calculated for each sample plot. Then, Principle Component Analysis (PCA) was applied to the components. As a result of the PCA applied, it was found that all components, except for dissimilarity, correspond with each other. Therefore, the formula for qualification index was created by taking species richness, potential energy footprint, resilience and rarity components into consideration. At the second phase of the study, qualification index and the dissimilarity component were modeled according to environmental factors taken as explanatory variables by using regression tree technique. With the regression tree models obtained, distribution maps of qualification index and the dissimilarity component were formed and group distinctions of the maps were drawn. Finally, by combining the groups of qualification index and the dissimilarity components, numerical values were assigned to the newly combined groups by using if-then rules. Thus, ecosystem based qualification value map of Yazılı Canyon Nature Park was formed.

Keywords: Distribution models, quantum analysis, model based mapping, paradox, simulation, regionalization

Yeni paradigma anlayışı ile her şeye tek bir bilgi altlık yolunda; ekosistem nitelik haritalaması

Özet: Bu çalışma ekolojik araştırmalarda bütünsel yaklaşımın önemine dikkat çekmek ve bu bağlamda ekosistem tabanlı yönetim planlarına temel altlık oluşturabilecek ekosistem nitelik haritalaması hakkında bir örnek çözümle bilgi vermek amacıyla gerçekleştirilmiştir. Çalışmada tür zenginliği, potansiyel enerji ayak izi, esneklik, nadirlik ve benzemezlik nitelik bileşenleri olarak kabul edilmiş, Akdeniz Bölgesi’nin geçiş zona’nda yer alan Yazılı Kanyon Tabiat Parkı’ndan alınan 107 örnek alan verisi ile analizler gerçekleştirilmiştir.  Bütün bileşenler her bir örnek alan bazında hesaplanmış, daha sonra bunlara temel bileşen analizi (TMA) uygulanmıştır. Uygulanan TMA sonucu benzemezlik dışında tüm bileşenlerin birbirleri ile uyumlu olduğu tespit edilmiştir.  Bu sebepten nitelik indeksi formülü tür zenginliği, potansiyel enerji ayak izi, esneklik ve nadirlik bileşenleri dikkate alınarak oluşturulmuştur. Çalışmanın ikinci safhasında açıklayıcı değişken olarak alınan çevresel faktörlere göre nitelik indeksi ve benzemezlik bileşeni regresyon ağacı tekniği kullanılarak modellenmiştir. Elde edilen regresyon ağacı modelleri ile nitelik indeksi dağılım haritası ve benzemezlik bileşen dağılım haritası elde edilmiş ve bu haritaların sınıfsal ayrımları gerçekleştirilmiştir. Daha sonra bu sınıfsal ayrımlar birleştirilmiştir. Son olarak birleştirilen yeni sınıflara eğer-ise kurallarına göre değer atamaları yapılmış, böylece Yazılı kanyon tabiat parkı için ekosistem tabanlı nitelik değer haritası oluşturulmuştur.

Anahtar Kelimeler: Dağılım modelleri, kuantum analizi, model tabanlı haritalama, paradoks, simülasyon, yaygınlaştırma

Received (Geliş): 01.07.2015 - Revised (Düzeltme): 06.09.2015 -   Accepted (Kabul): 07.09.2015

Cite (Atıf): Ozkan, K., 2016. On the way of only one fundamental information layer for everything within new paradigm sense; ecosystem qualification mapping. Journal of the Faculty of Forestry Istanbul University 66(2): 410-444. DOI: 10.17099/jffiu.15686

Keywords

• -

Yeni paradigma anlayışı ile, her şeye tek bir bilgi altlık yolunda; ekosistem nitelik haritalaması

Abstract

Bu çalışma ekolojik araştırmalarda bütünsel yaklaşımın önemine dikkat çekmek ve bu bağlamda ekosistem tabanlı yönetim planlarına temel altlık oluşturabilecek ekosistem nitelik haritalaması hakkında bir örnek çözümle bilgi vermek amacıyla gerçekleştirilmiştir. Çalışmada tür zenginliği, potansiyel enerji ayak izi, esneklik, nadirlik ve benzemezlik nitelik bileşenleri olarak kabul edilmiş, Akdeniz Bölgesi’nin geçiş zona’nda yer alan Yazılı Kanyon Tabiat Parkı’ndan alınan 107 örnek alan verisi ile analizler gerçekleştirilmiştir. Bütün bileşenler her bir örnek alan bazında hesaplanmış, daha sonra bunlara temel bileşen analizi (TMA) uygulanmıştır. Uygulanan TMA sonucu benzemezlik dışında tüm bileşenlerin birbirleri ile uyumlu olduğu tespit edilmiştir. Bu sebepten nitelik indeksi formülü tür zenginliği, potansiyel enerji ayak izi, esneklik ve nadirlik bileşenleri dikkate alınarak oluşturulmuştur. Çalışmanın ikinci safhasında açıklayıcı değişken olarak alınan çevresel faktörlere göre nitelik indeksi ve benzemezlik bileşeni regresyon ağacı tekniği kullanılarak modellenmiştir. Elde edilen regresyon ağacı modelleri ile nitelik indeksi dağılım haritası ve benzemezlik bileşen dağılım haritası elde edilmiş ve bu haritaların sınıfsal ayrımları gerçekleştirilmiştir. Daha sonra bu sınıfsal ayrımlar birleştirilmiştir. Son olarak birleştirilen yeni sınıflara eğer-ise kurallarına göre değer atamaları yapılmış, böylece Yazılı Kanyon Tabiat parkı için ekosistem tabanlı nitelik değer haritası oluşturulmuştur.

Keywords

• Dağılım modelleri, kuantum analizi, model tabanlı haritalama, paradoks, yaygınlaştırma

References

1. Aertsen, W., Kint, V., Orshoven, J., Özkan, K., Muys, B., 2010. Comparison and ranking of different modelling techniques for prediction of site index in Mediterranean mountain forests, Ecological modelling, sayı: 221, s: 1119-1130.
2. Austrheim, G., Gunilla, E., Olsson, A., Grontvedt, E., 1999. Land - use impact on plant communities in semi - natural sub-alpine grasslands of Budalen, central Norway. Biological Conservation, 87, 369-379.
3. Bray, J. R. and J. T. Curtis. 1957. An ordination of upland forest communities of southern Wisconsin. Ecological Monographs 27:325-349.
4. Breiman, L., J. H. Friedman, R. A. Olshen, and C. G. Stone. 1984. Classification and regression trees. Wadsworth International Group, Belmont, California, USA.
5. Bozdemir, S., Eker, S., 2005. Fizikte yeni bir çağ açan buluş: kuantum kuramı (1) kuantum kuramının evrimi ve klasik kuantum kuramı, http://strateji.cukurova.edu.tr/EGITIM/bozdemir/bozdemir_kuantum_01.pdf (Ziyaret tarihi: 27-8.12.2014).
6. Brown Jr., S., R., Ahl, R., S., 2011. The region 1 existing vegetation mapping program (VMap) beaverhead-deerlodge methodology. Region One Vegetation Classification, Mapping, Inventory and Analysis Report, No:11- 02,1-18.
7. De’ath, G. and Fabricius K. E., 2000. Classification and Regression Trees: A Powerful Yet Simple Technique for Ecological Data Analysis. Ecology, 81 (11):3178-3192.
8. Eser, Y., 2014: "Burdur Gölü Havzası’nın Hiyerarşik Yetişme Ortamı Sınıflandırması ve Haritalanması", doktora tezi (Danışman: Dr. Kürşad ÖZKAN), S.D.Ü. Fen bilimleri Enstitüsü, Proje no :2368-D-10, Isparta.

9. Greene, Brain, 1999: Evrenin Zerafeti, süpersicimler, gizli boyutlar ve nihai kuram arayışı, Tübitak Popüler Bilim Kitapları 290, (çeviri: Ebru Kılıç, 2008), ISBN 978-975-403-474-5, 523s., Ankara. ,
10. Guisan, A., Theurillat, J., 2000. Assessing alpine plant vulnerability to climate change: a modeling perspective, Integrated Assessment, sayı: 1, s: 307-320.
11. Gülsoy, S., Özkan, K., 2008. Tür çeşitliliğinin ekolojik açıdan önemi ve kullanılan bazı indisler. SDÜ Orman Fakültesi Dergisi, 1: 168-178, Isparta.
12. Lyatsky, W., Newell, P. T., Hamza, A. 2001. Solar illumination as cause of the equinoctial preference for geomagnetic activity. Geophysical Research Letters, No.12, 28: 2353-2356.
13. Legendre, P., De Cáceres, M., 2013: Beta diversity as the variance of community data: dissimilarity coefficients and partitioning, Ecology Letters, 16, 951-963.
14. Legendre, P., Borcard, D., Peres-Neto, P.R., 2005: Analyzing beta diversity: Partitioning the spatial variation of community data, Ecology Monographs, 75(4), 435-450.
15. Mert, A., 2013. “Ormanın Yapısal Çeşitliliğinin Uydu Verileri Kullanılarak Kestirimi”. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Orman Mühendisliği Anabilim Dalı, ISPARTA, 204 s. (Danışman: Doç. Dr. İbrahim ÖZDEMİR).
16. Mert, A., Şentürk, Ö., Güney, C.O., Akdemir, D., Özkan, K., 2013. Mapping of some distal variables available for mapping habitat suitabilities of the species: A case study of Buldan district. GeoMed 2013 The 3rd International Geography Symposium, Eds: Atalay, İ., Efe, R., 10-13 June, 2013, Kemer Antalya, pp. 210.
17. McCune, Bruce and Dylan Keon, 2002. Equations for potential annual direct incident radiation and heat load index. Journal of Vegetation Science. 13:603-606.
18. Moisen, G.G., 2008: Classification and Regression Tree. In. Jorgensen SE (ed) In Encyclopedia of Ecology, pp. 582-588.
19. Moisen, G., G., Frescino, T., S., 2002. Comparing five modelling techniques for predicting forest characteristics. Ecological Modelling, 157, 209-225.
20. Negiz, M. G., 2013: Gölhisar (Burdur) Yöresi'nde Odunsu Tür Çeşitliliği İle Yetişme Ortamı Özellikleri Arasındaki İlişkiler, doktora tezi (Danışman: Dr. Kürşad ÖZKAN), SDÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, BAB Proje No :2491-D-10, Isparta
21. Iqbal, M., 1983. An Introduction to Solar Radiation. Toronto, ON, Canada Academic, 390 p.
22. Orlóci, L., 2013a. Quantum Ecology. The energy structure and its analysis. SCADA Publishing, Canada, Online Edition: https://createspace.com/4406077 (Ziyaret tarihi: 12. 12.2014).
23. Orlóci L., 2013b. Quantum analysis of primary succession. the energy structure of a vegetation chronosere in Hawai’i Volcanoes National Park, SCADA Publishing, Canada, Online Edition: https://createspace.com/4452597 (Ziyaret tarihi: 12. 12.2014).
24. Orlóci, L., 2014. The vegetation process. A holistic study of long-term community energetics in East Beringia. SCADA Publishing, Canada, Online Edition: https://createspace.com/4760258 (Ziyaret tarihi: 12. 12.2014).
25. Özdamar, K., 2004: Paket Programlar ile İstatistiksel Veri Analizi (Çok Değişkenli Analizler), Kaan Kitapevi, 502 s., Eskişehir.
26. Özdemir, S., Oğuzoğlu, Ş., Ulusan, M.D. 2014. Odun Dışı Orman Ürünlerinin Yetişme Ortamı Uygunluk Modellemesinde Kullanılabilecek Çevresel Değişkenlere Ait Altlık Haritaların Oluşturulması: Ovacık Dağı Örneği. II. Ulusal Akdeniz Orman ve Çevre Sempozyumu 22-24 Ekim 2014, Sempozyum Bildiriler Kitabı, S: 738-749, Isparta.
27. Özkan, K., 2014. Hierarchical modelling based ecological land classification in a forest district of Mediterranean region, Turkey. Environmental Engineering and Management Journal, 13(4): 979-990.
28. Özkan, K., 2013a. Yönetim ve Geliştirme Planlarının Temel Ekolojik Altlıkları: İklim Değişimine Uyarlanabilir Model Tabanlı Yetişme Ortamı, Biyoçeşitlilik, Koruma Alan Değeri ve Hedef Tür Habitat Uygunluk Haritaları. 2023'e Doğru 2. Doğa ve Ormancılık Sempozyumu, 31 Ekim-03 Kasım 2013, Ed. Girgin, E., s. 129-148, Antalya, Türkiye.
29. Özkan, K., 2013b. Modeling productivity of Crimean pine by using fuzzy logic applications, Eurasian Journal of Forest Science, sayı: 1(1), s: 52-60.
30. Özkan, K., 2013c. Using the non-parametric classifier CART to model Lebanon Cedar (Cedrus libani A. Rich) distirbution in a mountain Mediterranean forest district, Pol. J. Environ. Stud., sayı: 22(2), s: 495-501.
31. Özkan, K., 2012a. Taksonomik çeşitlilik indislerinin geleneksel çeşitlilik indisleri ile karşılaştırılması. SDÜ Orman Fakültesi Dergisi, 13: 107-112. [Özkan, K., 2012. Comparison of taxonomic diversity indices with traditional diversity indices. SDU Faculty of Forestry Journal, 13: 107-112.]
32. Özkan, K., 2012b. Sınıflandırma ve regresyon ağacı tekniği (SRAT) ile ekolojik verinin modellenmesi. SDÜ Orman Fakültesi Dergisi, 13: 1-4. [Özkan, K., 2012. Modelling ecological data using classification and regression tree technique (CART). Faculty of Forestry Journal, 13: 1-4.]
33. Özkan, K., 2010. Orman ekosistemçeşitliliği haritalama çalışmaları için ekolojik alan çeşitliliğinin belirlenmesi üzerine bir öneri. SDÜ Orman Fakültesi Dergisi 2:136-148.[Özkan, K., 2010. A succesion for determination of ecologic area diversity index for forest ecosystems diversity mapping, SDU Faculty of Forestry Journal, 2:136-148.
34. Özkan, K., 2007. Yazılı Kanyon Tabiat Parkı’nın Ekolojik Özellikleri. S.D.Ü, Orman Fakültesi, Orman Mühendisliği Bölümü, Tenik Rapor, 111s. Isparta.
35. Özkan K., Gulsoy S. 2010 - Ecological land classification and mapping based on vegetation-environment hierarchical analysis - a case study of Buldan forest district (Turkey. Polish Journal of Ecology, 58(1):55-67.
36. Özkan, K., Mert, A., Aertsen, W., Muys, B. 2013.Hierarchical land classification and mapping of Ağlasun Forest Ecosystems in the Mediterranean Region, Turkey. Journal of Environmental Biology, 34(3):623-633.
37. Özkan, K., Fakir, H., Ünal, Y., Karacan, A, 2013: Orman ve Su İşleri Bakanlığı, Doğa Koruma ve Milli Parklar Genel Müdürlüğü, VI. Bolge Müdürlüğü, Antalya Şube Müdürlüğü Gidengelmez Dağları Yaban Hayatı Geliştirme Sahası “Yönetim ve Gelişme Planı”, Karacan Ormancılık, 144s.
38. Özkan, K., Mert A., 2011. Ecological Land Classification and Mapping of Yazili Canyon Nature Park in the Mediterranean Region, TURKEY, Journal of Environmental Engineering and Landscape Management, 19(4): 296-303.
39. Özkan, K., Mert, A., Şentürk, Ö. 2011. Estimation of potential distribution of non-wood trading species richness using classification and regression tree technique: A case study from Lakes district, Turkey, II. International Non-Wood Forest Products Symposium, Eds: Fakir, H., Dutkuner, İ., Gürlevik, N., Sarıkaya, O., Babalık, A., 238-246s., Isparta, Turkey.
40. Pal Axel, O., Linda-Maria, M., Hans Henrik, B., 2009. Acidification of sandy grasslands – consequences for plant diversity. Applied Vegetation Science, 12, 350-361.
41. Samper, C., 2005: Biodiversity: Science, Policy and the Public, Biodiversity Science and Governance- Proceedings of the International Conference, under the direction of Robert Balbault, Editor: Jean-Patrick Le Duc, Paris, January 24-28, 2005.
42. Jenness, J. 2006. Topographic Position Index (tpi_jen.avx) extension for ArcView 3.x, v. 1.2.Jenness Enterprises. Erişim adresi: http://www.jennessent.com/arcview/tpi.htm.
43. Şentürk, Ö., 2012. Sütçüler Yöresinde Asli Orman Ağacı Türlerinin Potansiyel Yayılış Alanlarının Modellenmesi, SDÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Orman Mühendisliği Anabilim Dalı, 180 s., Isparta.
44. Taslaman, C., 2008. Kuantum Teorisi, Felsefe ve Tanrı. İstanbul Yayınevi, 264s., İstanbul.
45. Thomas C.D., Cameron A., Green, R.E., Bakkanes M., Beaumont, L.J., Collingham, Y.C., Erasmus, B.F.N., Ferreira de Siqueira M., Grainger A., Hannah L., Hughes L., Huntley B., Van Jaarsverd A.S., Midgeys G.E., Miles L., Ortega-Huerta M.A., Peterson A.T., Phillips O.L., and Williams S.E., 2004, Extinction risk from climate change, Nature, sayı: 427, s: 145-148.
46. Wei, X., Z., Jiang, M., X., Huang, H., D., Yang, J., Y., Yu, J., 2010. Relationships between environment and mountain riparian plant communities associated with two rare tertiary-relict tree species, Euptelea pleiospermum (Eupteleaceae) and Cercidiphyllum japonicum (Cercidiphyllaceae). Flora, 205, 841-852.
47. Wilson, M.V., Shmida,A., 1984: Measuring Beta Diversity with Presence-Absence Data, Journal of Ecology, 72, 1055-1064.
48. -
49. Zelený, D., Chytrý, M., 2007. Environmental control of the vegetation pattern indeep river valleys of the Bohemian Massif. Preslia, 79, 205-222.