The effect of mixed coppice forests conversion to maritime pine plantations on soil and litter organic carbon and nutrient stocks

Öz

Karışık baltalık ormanların sahil çamına dönüştürülmesinin toprak ve ölü örtüdeki organik karbon ve besin maddesi stoklarına etkisi

Öz

Çalışmada yapraklı bir ormanın ibreli ormana (1. nesil) ve bu ibreli ormanın yeniden aynı türle gençleştirilmesinin (2. nesil), yapraklı ormanın tıraşlanarak baltalık şeklinde gençleştirilmesinin ölü örtü ve toprak özellikleri üzerine etkisinin ortaya konulması amaçlanmıştır. Bu amaçla hızlı gelişen türlerle ağaçlandırmaların gerçekleştirildiği Kocaeli İli Kerpe Yöresindeki araştırma ormanında çalışılmıştır. Çalışmada doğal yapraklı baltalık ormandan, bu baltalık ormanın tıraşlanarak sahil çamı dikildiği 40 yaşındaki sahil çamı (Pinus pinaster Aiton) ağaçlandırmalarından, bu ağaçlandırmaların tıraşlanmasından sonra 2. nesil olarak yeniden sahil çamı dikilen 10 yaşındaki ağaçlandırmalardan onar örnek alan ve yaşlı baltalıkların tıraşlanmasından sonra sürgünden gelen 10 yaşındaki genç baltalıktan ise 4 adet olmak üzere toplam 34 adet örnek alanda çalışılmıştır. Örnek alanlardan alınan ölü örtü ve toprak örneklerinde karbon ve çeşitli besin elementlerinin analizleri yapılmıştır. Çalışma sonucunda 2. nesil sahil çamı ağaçlandırmalarında ölü örtüdeki karbon ve besin maddesi stoklarının önemli derecede azaldığı ve 10 yıllık dönemde yaşlı meşcerelerle oluşan farkların kapanmadığı belirlenmiştir. Topraklardaki organik karbon stokları ikinci nesil sahil çamı ağaçlandırmalarında birinci nesle göre %31, genç yapraklı meşcerelerde ise yaşlı yapraklı meşcerelere göre %28 oranında daha yüksek olmasına rağmen bu farklar istatistiksel açıdan önemli bulunmamıştır. Benzer durum azot stokları için de söz konusudur. Fosfor stoklarının ise 2. nesil sahil çamı ve genç yapraklı meşcerelerde yaşlı meşcerelere göre sırasıyla %73 ve %71 kadar az olduğu ve istatistiksel açıdan önemli olduğu belirlenmiştir. K ve Mg stoklarında da istatiksel açıdan önemli olmasa da azalmalar olduğu dikkat çekmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Hızlı gelişen türler,ağaçlandırma,rotasyon,Pinus pinaster

Kaynakça

1. Arocena, J.M., 2000. Cations in solution from forest soils subjected to forest floor removal and compaction treatments. Forest ecology and management 133(1-2): 71-80.
2. Chen, G-S., Yang, Y-S., Xie, J-S., Guo J-F., Gao, R., Qian, W., 2005. Conversion of a natural broad-leafed evergreen forest into pure plantation forests in a subtropical area: Effects on carbon storage. Annals of forest science 62 (7): 659-668.
3. Clarke, N., Gundersen, P., Jönsson-Belyazid, U., Kjønaas, O.J., Persson, T., Sigurdsson, B.D., Stupak, I., Vesterdal, L., 2015. Influence of different tree-harvesting intensities on forest soil carbon stocks in boreal and northern temperate forest ecosystems. Forest ecology and management 351: 9-19.
4. Cooling, E.N.G., 1977. Industrial forestry plantations, Turkey, final report: Plantation silviculture. Working doc no: 28. UNDP/FAO, Rome.
5. Egnell, G., Jurevics, A., Peichl, M., 2015. Negative effects of stem and stump harvest and deep soil cultivation on the soil carbon and nitrogen pools are mitigated by enhanced tree growth. Forest ecology and management 338: 57-67.
6. Ercan, M., 2002, Kerpe Araştırma Ormanı (Derleme), Kavak ve Hızlı Gelişen Orman Ağaçları Araştırma Enstitüsü çeşitli yayınlar no: 15, Kocaeli.
7. Ferré, C., Comolli, R., Leip, A., Seufert, G., 2014. Forest conversion to poplar plantation in a Lombardy floodplain (Italy): Effects on soil organic carbon stock. Biogeosciences 11: 6483-6493.
8. Gaddas, R.R., 1976. Industrial forestry plantations, Turkey, survey report. Kefken pilot plantation working doc. no:20. UNDP/FAO, Rome.

9. Gaddas, R.R., ve Öz, C., 1975. Kefken Pilot Ağaçlandırma Sahası Vejetasyon Haritası, Kocaeli.
10. Grand, S., Hudson, R., Lavkulich, L.M., 2014. Effects of forest harvest on soil nutrients and labile ions in podzols of southwestern Canada: Mean and dispersion effects. Catena 122: 18-26.
11. Gülçur, F., 1974. Toprağın Fiziksel ve Kimyasal Analiz Metodları. İstanbul Üniversitesi yayın no: 1970, Orman Fakültesi yayın no: 201, İstanbul.
12. Hızal, A., Şengönül, K., Zoralioğlu, T., 1991. Çeşitli toprak işleme yöntemleri ile işlenmiş ince tekstürlü toprakların bazı fiziksel özelliklerinde zamanla meydana gelen değişmeler ve bunların Pinus pinaster Aiton plantasyonlarının büyümesi üzerine etkileri. Doğa Türk Tarım ve Ormancılık Dergisi 15 (1): 89-94.
13. Hızal, A., Zoralioğlu, T., Zengin, M., 2010. Çeşitli toprak işleme yöntemleriyle işlenmiş toprakların bazı fiziksel özelliklerinde zamanla meydana gelen değişimler ile bunların Pinus pinaster Aiton ağaçlandırmalarının büyümesine etkileri. Kavak ve Hızlı Gelişen Orman Ağaçları Araştırma Enstitüsü çeşitli yayınlar no: 21.
14. Hızal, A., Zengin, M., Karakaş, A., Gökbulak, F., Ercan, M., Tuğrul, D., 2015. Hızlı gelişen orman ağacı türleri ile kurulan endüstriyel ağaçlandırmaların uzun süreçte toprakların kimyasal özelliklerine etkileri. Kavak ve Hızlı Gelişen Orman Ağaçları Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü yayın no: 273, çeşitli yayınlar serisi no: 28.
15. ISO 10390. Soil quality-determination of ph. Toprak Analizleri, Laboratuvar Teknikleri Semineri, 24 Ekim 2014, Eskişehir.
16. Jandl, R., Lindner, M., Vesterdal, L., Bauwens, B., Baritz, R., Hagedorn, F., Johnson, D.W., Minkkinen, K., Byrne, K.A., 2007. How strongly can forest management influence soil carbon sequestration?. Geoderma 137: 253-268.
17. Kacar, B., 1972. Bitki ve Toprağın Kimyasal Analizleri: II. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi yayın no: 453, Ankara.
18. Kacar, B., 2009. Toprak Analizleri (Genişletilmiş 2. Basım). Nobel Yayın Dağıtım yayın no: 1387, Ankara.
19. Kantarcı, M.D., 1981. Ağaçlandırmalarda toprak işleme usullerinin yetişme ortamındaki besin maddeleri ve bitkisel kütle üretimi üzerine etkileri (Bildiri 14 sayfa). Türkiye’de hızlı gelişen türlerle endüstriyel ağaçlandırmalar simpozyumu, İzmit (Kefken) - Koru Dağ - Çanakkale (Dardanos), 21-26 Eylül 1981.
20. Kantarcı, M.D., 1982. Ağaçlandırma alanlarında arazi hazırlığı ve toprak işlemesinin orman yetişme ortamı üzerindeki etkileri. İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi dergisi seri: B 32(2): 52-93.
21. Kantarcı, M.D., 1983. Kerpe TUR-71/571 ağaçlandırma alanında uygulanan toprak işlemesi yöntemlerinin toprak özellikleri ve sahil çamı fidanlarının gelişimi üzerindeki etkileri. İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi dergisi seri:A 33(2): 104-140.
22. Kantarcı, M.D., 2000. Toprak İlmi. İ.Ü. Orman Fakültesi yayın no: 462, İstanbul.
23. Li, X., Ye, D., Liang, H., Zhu, H., Qin, L., Zhu, Y., Wen, Y., 2015. Effects of successive rotation regimes on carbon stocks in eucalyptus plantations in subtropical china measured over a full rotation. Plos-one 10(7).
24. Makineci, E., 1999. İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Araştırma Ormanındaki Baltalıkların Koruya Dönüştürülmesi İşlemlerinin Ölü Örtü ve Topraktaki Azot Değişimine Etkileri. Doktora Tezi. İstanbul Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
25. Makineci, E., Yılmaz, E., Kumbaşlı, M., Sevgi, O., Yılmaz, H., Çalışkan, S., Özdemir, E., Beşkardeş, V., Keten, A., Zengin, H., 2011. Kuzey Trakya koruya tahvil meşe ekosistemlerinde sağlık durumu, biyokütle, karbon depolama ve faunistik özelliklerin belirlenmesi. TÜBİTAK-TOVAG tarafından desteklenmiş 107O750 no.lu proje.
26. Nave, L.E., Vance, E.D., Swanston, C.W., Curtis, P.S., 2010. Harvest impacts on soil carbon storage in temperate forests. Forest ecology and management 259: 857-866.
27. Nieminen, M., 2004. Export of dissolved organic carbon, nitrogen and phosphorus following clear-cutting of three Norway spruce forests growing on drained peatlands in southern Finland. Silva fennica 38 (2): 123-132.
28. OGM, 2013. Endüstriyel Ağaçlandırma Çalışmaları Eylem Planı (2013-2023). Orman Genel Müdürlüğü, Ankara.
29. Palviainen, M., Fine´r, L., Laure´n, L., Launiainen, S., Piirainen, S., Mattsson, T., Starr, M., 2014. Nitrogen, phosphorus, carbon, and suspended solids loads from forest clear-cutting and site preparation: Long-term paired catchment studies from Eastern Finland. AMBIO 2014 43: 218-233.
30. Peihua, W., Suhua, X., Wenjuan, J., Yabin, L., Yuying, S., 2000. Effects of the second-generation larch plantations on soil fertility and tree growth. Journal of forestry research 11(1): 41-43.
31. Piirainen, S., Finér, L., Starr, M., 2015. Changes in forest floor and mineral soil carbon and nitrogen stocks in a boreal forest after clear-cutting and mechanical site preparation. European journal of soil science 66(4): 735-743.
32. Proe, M.F., Dutch, J., 1994. Impact of whole-tree harvesting on second-rotation growth of sitka spruce: the first 10 years. Forest ecology and management 66: 39-54.
33. Özyuvacı, N., 1978. Kocaeli Yarımadası Topraklarında Erozyon Eğiliminin Toprak Özelliklerine Bağlı Olarak Değişimi Değişimi. İstanbul Üniversitesi yayın no:2328, Orman fakültesi yayın no:233, İstanbul.
34. Prescott, C.E., Maynard, D.G., Laiho, R., 2000. Humus in northern forests: friend or foe?. Forest ecology and management 133: 23-36.
35. Ruiz-Peinado, R., Bravo-Oviedo, A., Lo´pez-Senespleda, E., Montero G., Rı´o, M., 2013. Do thinnings influence biomass and soil carbon stocks in Mediterranean maritime pinewoods?, European journal of forest research 132: 253-262.
36. Saatçioğlu, F., 1969. Silvikültür I- Silvikültürün Biyolojik Esasları ve Prensipleri. İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi yayın no:1429/138, İstanbul.
37. Scott, D.A., Messina, M.G., 2010. Soil properties in 35 y old pine and hardwood plantations after conversion from mixed pine-hardwood forest. American midland naturalis 163: 197-211.
38. Tecimen H.B., 2005. Dikimle Yetiştirilmiş Sahilçamı (Pinus pinaster Aiton) Ormanında Ayıklama İşlemlerinin Meşceredeki Azot Dolaşımına ve Ağaçların Gelişimine Etkileri. Doktora Tezi. İ.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul. XIII+271 sayfa.
39. Thiffault, E., Hannam, K.D., Paré, D., Titus, B.D., Hazlett, P.W., Maynard, D.G., Brais, S., 2011. Effects of forest biomass harvesting on soil productivity in boreal and temperate forests- A review. Environmental reviews 19 (NA): 278-309.
40. TS 8338. Topraklar-Fosfor Tayini (Modifiye Bray ve Kurtz No:1 Metodu).
41. Tolay, U., Hızal, A., Dönmez, E., 1983. Çeşitli toprak işleme yöntemlerinin Kerpe yöresindeki bozuk baltalıklarda ince tekstürlü toprakların fiziksel özellikleri ve ağaçlandırma başarısı üzerine etkileri. Doğa bilim dergisi, Tarım ve ormancılık 7: 171-175.
42. Tolunay, D., 1997. Aladağ’da (Bolu) Sıklık Çağındaki Sarıçam (Pinus sylvestris L.) Meşcerelerinde Bakımların Madde Dolaşımına Etkileri. Doktora Tezi. İ.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul. IX+213 sayfa.
43. Tolunay, D., Çömez, A., 2008. Türkiye Ormanlarında toprak ve ölü örtüde depolanmış organik karbon miktarları, Hava Kirliliği ve Kontrolü Ulusal Sempozyumu, Hatay, 22-25 Ekim 2008.
44. Tolunay, D., Makineci, E., Şahin, A., Özturna, A.G., Pehlivan, S., Abdalmoula, M.M., 2017. İstanbul-Durusu Kumul Alanlarındaki sahil çamı (Pinus pinaster Ait.) ve fıstık çamı (Pinus pinea L.) ağaçlandırmalarında karbon birikimi. TÜBİTAK TOVAG tarafından desteklenen 114O797 no.lu proje.
45. Tunçtaner, K., Tulukçu, M., Toplu, F., 1985. Türkiye’de endüstriyel ağaçlandırmalarda kullanılabilecek sahil çamı (Pinus pinaster Ait.) orijinlerinin seçimi üzerine araştırmalar. Kavak ve Hızlı Gelişen Yabancı Tür Orman Ağaçları Araştırma Enstitüsü yıllık bülten no: 21.
46. Wall, A., 2008. Effect of removal of logging residue on nutrient leaching and nutrient pools in the soil after clearcutting in a Norway spruce stand. Forest Ecology and Management 265: 1372-1383.
47. Wall, A., Hytönen, J., 2011. The long-term effects of logging residue removal on forest floor nutrient capital, foliar chemistry and growth of a Norway spruce stand. Biomass and Bioenergy 35: 3328-3334.
48. Walmsley, J.D., Jones, D.L., Reynolds, B., Price, M.H., Healey, J.R., 2009. Whole tree harvesting can reduce second rotation forest productivity. Forest Ecology and Management 257: 1104-1111.
49. Zengin, M., 1998. Farklı meşçereler altındaki ölü örtü ve toprakların bazı hidro-fiziksel özellikleri. Kavak ve Hızlı gelişen Orman Ağaçları Araştırma Enstitüsü çeşitli yayınlar serisi no: 12.
50. Zhang, X-Q., Kirschbaum, M.U., Hou Z., Guo, Z., 2004. Carbon stock changes in successive rotations of Chinese fir (Cunninghamia lanceolata (Lamb) Hook) plantations. Forest Ecology and Management 202:131-147.
51. Zhou, X., Zhou, Y., Zhou, C., Wu, Z., Zheng, L., Hu, X., Chen, H., Gan, J., 2015. Effects of cutting ıntensity on soil physical and chemical properties in a mixed natural forest in southeastern china. Forests 6: 4495-4509.