Erosion risk analysis in Malatya province using the ICONA method based on GIS and remote sensing

Öz

Erosion is the process of soil degradation caused by water, wind, and human activities, leading to reduced agricultural productivity and significant environmental and economic challenges. In this study, the ICONA method was employed to assess erosion risk in the province of Malatya. ICONA is an effective approach for creating risk maps, taking into account parameters such as slope, lithology, land use, and vegetation density. Using Geographic Information Systems (GIS) and Remote Sensing (RS) techniques, it was determined that 20.17% of Malatya is at low erosion risk, 64.99% at moderate risk, and 14.19% at very high risk. Areas with steep slopes were found to exhibit very high erosion risks. The regions with the highest erosion risk are predominantly located in the northern and southern parts of Malatya on sloped terrains. Conversely, areas with no slope but high erodibility due to lithological properties were identified as having moderate erosion risk. The findings indicate that erosion risk reaches critical levels in the northern regions, characterized by steep slopes and insufficient vegetation cover. These results provide guidance for soil conservation and sustainable land management. This study contributes to understanding regional erosion risks and offers a replicable method for similar regions. Measures to preserve natural resources should be based on scientific evidence.

Anahtar Kelimeler

• Erosion Risk
• ICONA Method
• Geographic Information Systems
• Soil Conservation

Malatya ilinde ICONA yöntemi ile CBS ve uzaktan algılama tabanlı erozyon risk analizi

Öz

Erozyon, toprağın su, rüzgâr ve insan faaliyetleriyle aşınması sürecidir ve tarım arazilerinin verimliliğini azaltarak çevresel ve ekonomik sorunlara yol açmaktadır. Bu çalışmada, Malatya ilinin erozyon riskini belirlemek için ICONA yöntemi kullanılmıştır. ICONA, arazinin eğimi, litolojisi, arazi kullanımı ve vejetasyon yoğunluğu gibi parametreleri dikkate alarak risk haritaları oluşturmada etkin bir yöntemdir. Çalışma kapsamında Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) ve Uzaktan Algılama (UA) teknikleri kullanılarak, Malatya'nın %20.17’sinin düşük, %64.99’unun orta ve %14.19’unun çok yüksek erozyon riski taşıdığı belirlenmiştir. Malatya’nın erozyon riski genellikle eğimin fazla olduğu alanlarda çok yüksek olarak çıkmıştır. Erozyon riskinin çok yüksek olduğu yerler ise Malatya ilinin kuzeyi ve güneyinde eğimli alanlarda yayılış göstermiştir. Ayrıca, eğimin olmadığı ancak litolojik özelliklere bağlı olarak aşınabilirliğin yüksek alanlar ise orta derecede erozyon riskinin olduğu alanlar olarak yayılış göstermiştir. Elde edilen bulgulara göre, erozyon riski, dik eğimler ve yetersiz bitki örtüsü ile karakterize edilen kuzey bölgelerinde yüksek seviyelere ulaşmaktadır. Bulgular, toprak koruma ve sürdürülebilir arazi yönetimi için rehber niteliğindedir. Bu çalışma, bölgesel erozyon riskinin anlaşılmasına katkı sağlamakta ve benzer bölgelerde uygulanabilir bir yöntem sunmaktadır. Doğal kaynakların korunması için alınacak önlemler bilimsel temellere dayandırılmalıdır.

Anahtar Kelimeler

• Erozyon Riski
• ICONA Yöntemi
• Coğrafi Bilgi Sistemleri
• Toprak Koruma

Kaynakça

1. G. Gündüzoğlu ve H. Çukur, Kıyı Ege Bölümünde Erozyon Riskinin ICONA Yöntemi ile Belirlenmesi, Uluslararası Sosyal Bilimler Dergisi, no. 79, pp. 596-614, 2018.
2. R. Halbac-Cotoara-Zamfir, D. Smiraglia, G. Quaranta, R. Salvia, L. Salvati, and A. Giménez-Morera, Land Degradation and Mitigation Policies in the Mediterranean Region: A Brief Commentary, Sustainability, vol. 12, no. 20, art. 8313, 2020. https://doi.org/10.3390/su12208313
3. O. Dengiz and S. Akgül, Soil Erosion Risk Assessment of the Gölbaşı Environmental Protection Area and Its Vicinity Using the CORINE Model, Turkish Journal of Agriculture and Forestry, vol. 29, no. 6, pp. 439-448, 2005.
4. S. Issaka and M. A. Ashraf, Impact of soil erosion and degradation on water quality: A review, Geology, Ecology, and Landscapes, vol. 1, no. 1, pp. 1-11, 2017. https://doi.org/10.1080/24749508.2017.1301053
5. H. Esmaeili Gholzom, H. Ahmadi, A. Moeini, and B. Motamed Vaziri, Erosion risk assessment and identification of susceptibility lands using the ICONA model and RS and GIS techniques, Natural Hazards and Earth System Sciences Discussions [preprint], 2020. https://doi.org/10.5194/nhess-2020-85.
6. B. Yılmaz, Türkiye’de Erozyonun Tarım Sektörü Üzerindeki Etkileri ve Alınan Önlemler. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, İstanbul, 2001
7. V. Hanedar, Dünyada ve Türkiye’de Erozyon. Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 2005.
8. T.C. Orman ve Su İşleri Bakanlığı, Erozyonla Mücadele Eylem Planı (2013-2017). Çölleşme ve Erozyonla Mücadele Genel Müdürlüğü, Ankara, 2013.

9. E. Atabey, Erozyon ve İklim Değişikliği, Temiz Mekân Web Sitesi. [Online]. Available: https://www.temizm ekan.com/erozyon-ve-iklimdegisikligi/ [Accessed: 18-Nov-2024].
10. P. Borrelli, D. A. Robinson, L. R. Fleischer, E. Lugato, C. Ballabio, C. Alewell, and P. Panagos, An assessment of the global impact of 21st century land use change on soil erosion, Nature Communications, vol. 8, art. 2013, 2017. https://doi.org/10.1038/s41467-017-02142-7.
11. P. Borrelli, C. Alewell, P. Alvarez, and P. Panagos, Soil erosion modelling: A global review and statistical analysis, Science of The Total Environment, vol. 780, art. 146494, 2021. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2 021.146494.
12. S.A. Prats, Ó. González-Pelayo, F.C. Silva, K.J. Bokhorst, J.E.M. Baartman, and J.J. Keizer, Post-fire soil erosion mitigation at the scale of swales using forest logging residues at a reduced application rate, Earth Surface Processes and Landforms, vol. 44, no. 14, pp. 2837-2848, 2019. https://doi.org/10.1002/esp.4 711.
13. M. Alizadeh, H. Zabihi, I.D. Wolf, et al., 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, vol. 81, art. 512, 2022. https://doi.org/10.1007/s12665-022-10634-z.
14. O. Dengiz, A. İmamoğlu, F. Saygın ve C. Göl, İnebolu Havzası’nın ICONA Modeli ile Toprak Erozyon Risk Değerlendirmesi, Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, vol. 29, no. 2, pp. 136-142, 2014. https://doi.org/10. 7161/anajas.2014.29.2.136-142.
15. E. Karaş, İ. Oğuz, E. Türkseven ve S. Keskin, Sakarya-Porsuk-Sarısu-Havzasında CORINE, LEAM ve USLE Metodolojilerinin Kullanılarak Erozyon Risk Haritalarının Hazırlanması, I. Ulusal Kuraklık ve Çölleşme Sempozyumu, Turkey, 2009.
16. M.A. Özdemir ve S. Tatar Dönmez, CBS Tabanlı Rusle Yöntemiyle Işıklı Gölü Havzasının Erozyon Risk Analizi, Harita Teknolojileri Elektronik Dergisi, vol. 8, no. 1, pp. 1-21, 2016. https://doi.org/10.15659/hartek. 16.03.122.
17. M. Sunkar, Ü. Hatun ve A. Toprak, Malatya Havzası ve Çevresinde İklim Özelliklerinin Meyveciliğe Etkisi, GEOMED 2013: 3. Uluslararası Coğrafya Sempozyumu, pp. 566-574, 2013.
18. T. Everest and H. Özcan, Dürmek Havzası Mansap Bölümü Erozyon Riskinin CORINE Yöntemi ile Belirlenmesi, COMU Journal of Agriculture Faculty, vol. 5, no. 1, pp. 39-47, 2017.
19. T. Everest, A. Sungur ve H. Özcan, MEDALUS Yöntemi Kullanılarak Karacabey Tarım İşletmesi Toprak Kalite İndeksinin Değerlendirilmesi, Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi, vol. 7, pp. 120-131, 2020. https://doi.org/10.30910/turkjans.680030.
20. E.H. Gholzom, H. Ahmadi, A. Moeini, and B. Motamedvaziri, Soil erosion risk assessment in the natural and planted forests using ICONA model and GIS technique, International Journal of Environmental Science and Technology, vol. 19, no. 5, pp. 3947-3962, 2022. https://doi.org/10.1007/s13762-021-03536-3.
21. İ. Bayramin, O. Dengiz, O. Başkan, and M. Parlak, Soil Erosion Risk Assessment With ICONA Model: Case Study: Beypazarı Area, Turkish Journal of Agriculture and Forestry, vol. 27, no. 2, pp. 105-116, 2003.
22. A. Aydın and H. B. Tecimen, Temporal soil erosion risk evaluation: A CORINE methodology application at Elmalı dam watershed, Istanbul, Environmental Earth Sciences, vol. 61, no. 7, pp. 1457-1465, 2010. https://doi.org/10.1007/s12665-010-0461-2.
23. S. Ediş, İ. Aytaş ve A. U. Özcan, ICONA modeli kullanarak toprak erozyon riskinin değerlendirilmesi: Meşeli (Çubuk/Ankara) Havzası Örneği, Anadolu Orman Araştırmaları Dergisi, vol. 7, no. 1, pp. 15-22, 2021. https://doi.org/10.53516/ajfr.948519.
24. H. Özvan, B. Arik, O. Satır ve P. Aslantaş, Bendimahi Alt Havzası Potansiyel Erozyon Riskinin CORINE ve ICONA Modelleri Kullanılarak Haritalanması, Harran Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi, vol. 26, pp. 389-404, 2022. https://doi.org/10.29050/harranziraat.1128828.
25. H. Dutal, Determination of The Impact Of Forest Fires On Soil Erosion Risk By Using The ICONA Model: A Case Study Of Ayvalı Dam Watershed, Turkish Journal of Forest Science, vol. 6, no. 2, pp. 510-538, 2022. https://doi.org/10.32328/turkjforsci.1167356.
26. K. Alparslan, Kaman Deresi Havzasının (Pütürge/Malatya) Erozyon Duyarlılık Değerlendirme si. Yüksek Lisans Tezi, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, 2021.
27. O. Gökçe, Malatya Şiro Çayı Alt Havzası Erozyon Riskinin Yenilenmiş Evrensel Toprak Kaybı Eşitliği (YETKE) ile Tespit Edilmesi. Yüksek Lisans Tezi, İnönü Üniversitesi, 2019.
28. S. Karadoğan, Kuruluş Yeri Açısından Malatya ve Yakın Çevresinin Jeomorfolojisi, Fırat Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, vol. 11, no. 1, pp. 27-56, 2001.
29. O. Demir, Malatya-İsmetpaşa-Akçadağ-Kürecik-Hekimhan-Arguvan-Karakaya Baraj Gölü Arasındaki Alanın Jeolojisi ve Hidrokarbon Olanakları (Akçadağ Fayy Malatya-Karakaya Gölü Arası), TPAO Arama Grubu, Ankara, 31s. (Yayımlanmamış), 1997.
30. T.C. Kültür ve Turizm Bakanlığı, İklim ve Bitki Örtüsü, Malatya İl Kültür ve Turizm Müdürlüğü, [Online]. Available: https://malatya.ktb.gov.tr/tr-58266/iklim-ve-bitki-ortusu.html [Accessed: 18-Nov-2024].
31. M. T. Şengün, M. Siler ve F. Engin, Hidrografik ve Jeomorfolojik Analizlerde Coğrafi Bilgi Sistemleri Tekniklerinin Kullanımı: Malatya Havzası Örneği, VIII. Coğrafya Sempozyumu, pp. 23-24, 2014.
32. F. Engin and M. T. Şengün, Darende Ovası ve Yakın Çevresinde (Malatya) Jeomorfolojinin Toprak Üzerine Etkileri, Uluslararası Jeomorfoloji Sempozyumu Bildiriler Kitabı, pp. 491-505, Elâzığ: Fırat Üniversitesi Basımevi, 2017.
33. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü (MTA), 1/500.000 Ölçekli Sivas ve Erzurum Jeoloji Haritaları, Ankara: MTA Yayınları.
34. V. Avcı, M. Sunkar ve A. Toprak, Malatya Kuzeydoğusunda Ballı ve Memikan Dereleri Arasındaki Sahanın Erozyon Duyarlılık Analizi, Adıyaman Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, vol. 10, no. 27, pp. 491-505, 2017. https://doi. org/10.14520/adyusbd.329256.
35. K. Herweg, Assessment of Current Erosion Damage: Field Manual. Soil Conservation Research Programme, Ethiopia, and Centre for Development and Environment, University of Berne, Switzerland, 1996.