The effects of land use and land cover changes in Ergene Basin (Thrace) on erosion

Yıl 2016, Cilt: 31 Sayı: 1, 117 - 126, 22.04.2016

Emre Özşahin

https://doi.org/10.7161/anajas.2016.31.1.117-126

Cited By: 5

Öz

This study focuses on the relationship between erosion and land use and land cover changes (LULCC) in the Ergene Basin. RUSLE (3D) method, which is based on geographical information systems (GIS) and remote sensing (RS) techniques, was used in the study. In accordance with the research aim, Landsat satellite images were used to analyze LULCC from 1987 to 2015. Based on this dataset, two different C (land cover and management) factor maps were produced. LULCC in years manifest themselves in also C factor and thus obviously affect soil erosion indirectly. In this regard, the effects of anthropogenic LULCC on erosion were investigated and determined. It was found out that as LULCC have occurred in the Ergene Basin in the last 28 years, average annual soil loss has decreased (- 1.67 t haˉ¹ per year) as a result of the growth of residential areas. However, this, which seems positive at first glance, is because the effects of severe erosion that has increased in the area have not manifested themselves yet. It should be noted that uncontrolled growth of residential areas will give rise to some basic agricultural problems. The results of this study confirm the existence of a strong and significant relationship between LULCC and erosion. Some measures should be taken urgently so that erosion risk in the Ergene Basin is reduced to optimum level in the near future.

Anahtar Kelimeler

LULC changing; GIS; Ergene Basin; soil erosion

Ergene Havzasında (Trakya) arazi kullanımı ve arazi örtüsü değişikliklerinin erozyon üzerine etkileri

Öz

Ergene Havzasındaki arazi kullanımı ve arazi örtüsü (AKAÖ) değişikliklerinin erozyonla ilişkisinin incelendiği bu çalışmada, coğrafi bilgi sistemleri (CBS) ve uzaktan algılama (UA) tekniklerine dayalı RUSLE (3D) yöntemi kullanılmıştır. Çalışma amacı kapsamında, Landsat uydu görüntüleri kullanılarak 1987 ve 2015 yıllarına ait AKAÖ tespit edilmiş ve bu veri seti üzerinden iki farklı C (arazi örtüsü ve yönetim) faktör haritası üretilmiştir. Yıllar arasında AKAÖ üzerinde meydana gelen değişiklikler C faktörünü de yansıyacağı için dolaylı olarak toprak erozyonunu etkileyeceği bellidir. Bu düşünceden hareketle antropojenik orijinli AKAÖ değişikliklerinin erozyon üzerindeki etkisi tespit edilmiş ve sorgulanmıştır. Sonuçta Ergene Havzasında son 28 yıllık zaman diliminde yaşanan AKAÖ değişiklikleri sonucunda, yerleşim alanlarının büyümesine bağlı olarak ortalama yıllık toprak kaybının azaldığı (- 1.67 t haˉ¹ yˉ¹) tespit edilmiştir. Ancak ilk bakışta olumlu olarak değerlendirilebilecek olan bu durum, sahada artış gösteren şiddetli erozyonun etkilerinin henüz yansımamasından kaynaklanmıştır. Ayrıca yerleşim alanlarının kontrolsüz büyüme sürecinin ise tarımsal açıdan bazı temel problemlere de neden olacağı unutulmamalıdır. Çalışma sonuçları AKAÖ değişiklikleri ile erozyon arasında kuvvetli ve kayda değer bir ilişkinin varlığını doğrulamıştır. Ergene Havzasındaki erozyonun yakın gelecekte optimum düzeye indirilmesi için acilen bazı önlemlerin alınması gerekmektedir.

Anahtar Kelimeler

AKAÖ değişimi; CBS; Ergene Havzası; toprak erozyonu

Kaynakça

• Aiello, A., Adamo, M., Canora, F., 2015. Remote sensing and GIS to assess soil erosion with RUSLE3D and USPED at river basin scale in southern Italy. Catena, 131: 174-185.
• Alexakis, D.D., Hadjimitsis, D.G., Agapiou, A., 2013. Integrated use of remote sensing, GIS and precipitation data for the assessment of soil erosion rate in the catchment area of “Yialias” in Cyprus. Atmospheric Research, 131: 108-124.
• Alkharabsheh, M.M., Alexandridis, T.K., Bilas, G., Misopolinos, N., Silleos, N., 2013. Impact of land cover change on soil erosion hazard in northern Jordan using remote sensing and GIS. Procedia Environmental Sciences, 19: 912-921.
• Altın, B.N., 2000. Trakya’da Yerşekillerinin Neotektonik Dönem Jeomorfolojik Gelişimleri. 28. Coğrafya Meslek Haftası (Edirne) Bildiriler, Geçmişte, Günümüzde ve Gelecekte Trakya Konferansı, 53-71, 10-12 Haziran, İstanbul.
• Altınbaş, Ü., Çengel, M., Uysal, H., Okur, B., Okur, N., Kurucu, Y., Delibacak, S., 2006. Toprak Bilimi, Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları No: 557, İzmir.
• Arnoldus, H.M.J., 1977. Methodology used to determine the maximum potential average annual soil loss due to sheet and rill erosion in Morocco, FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations) Soils Bulletin, 34: 39-44.
• Arnoldus, H.M.J., 1980. An approximation of the rainfall factor in the Universal Soil Loss Equation. Assessment of Erosion Chichester (Eds.: De Boodt M, Gabriels D) Wiley, New York.
• Balasubramani, K., Veena, M., Kumaraswamy, K., Saravanabavan, V., 2015. Estimation of soil erosion in a semi-arid watershed of Tamil Nadu (India) using revised universal soil loss equation (RUSLE) model through GIS, Modeling Earth Systems and Environment, 1: 9-17.
• Balcı Akova, S., 2000a. Ergene Havzasının Coğrafi Potansiyeli. Çantay Yayınları, İstanbul.
• Balcı Akova, S., 2000b. Ergene Havzasında Mekânsal Kullanımlar. Çantay Yayınları, İstanbul.
• Başayiğit, L., Gök, S., Kızıl, A., 2013. Arazi Kullanımındaki Değişikliklerin Farklı Veri Kaynaklarıyla Yorumlanması. III. Ulusal Toprak ve Su Kaynakları Kongresi, 254-261, 22-24 Ekim, Tokat.
• Bergsma, E., Charman, P., Gibbons, F., Hurni, H., Moldenhauer, W.C., Panichapong, S., 1996. Terminology for Soil Erosion and Conservation. International Society of Soil Science Grafisch Service Centrom, Wageningen.
• Bhandari, K.P., Darnsawasdi, R., 2014. Sensitivity Analysis of Soil Erosion on Impacts of Land use Land Cover Change in Phewa Watershed, International Journal of Current Engineering and Technology, 4(3): 1-8.
• Bhandari, K.P., Aryal, J., Darnsawasdi, R., 2015. A geospatial approach to assessing soil erosion in a watershed by integrating socio-economic determinants and the RUSLE model. Natural Hazards, 75: 321-342.
• Chatterjee, S., Krishna, A. P., Sharma, A.P., 2014. Geospatial assessment of soil erosion vulnerability at watershed level in some sections of the Upper Subarnarekha river basin, Jharkhand, India. Environmental Earth Sciences, 71: 357-374.
• Çevre ve Orman Bakanlığı, 2010. Meriç-Ergene Havzası Endüstriyel Atıksu Yönetimi Ana Plan Çalışması Final Raporu. T.C. Orman ve Su İşleri Bakanlığı, Ankara.
• Çilek, A., 2013. Konumsal Bilgi Sistemleri Yardımıyla Türkiye’nin Erozyon Modellemesi. Yüksek lisans tezi, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü (Basılmamış), Adana.
• Demirci, A., 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.
• Desmet, P.J.J., Govers, G., 1996. A GIS-procedure for automatically calculating the USLE LS-factor on topographically complex landscape units. Journal of Soil and Water Conservation, 51(5): 427-433.
• Doğan, O., Küçükçakar, N., Cebel, H., Akgül, S., 2000. Türkiye Büyük Toprakları “K” Faktörleri. Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü Ankara Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü Yayınları, Ankara.
• Doygun, H., Berberoğlu, S., Alphan, H., 2003. Hatay, Burnaz Kıyı Kumulları alan kullanım değişimlerinin uzaktan algılama yöntemi ile belirlenmesi. Ekoloji, 12(48): 4-9.
• Efe, R., Tağıl, Ş., 2007. Quantifying landspace pattern change and human ımpacts on southern lowlands of the Mt. Ida (NW Turkey). Journal of Applied Sciences, 7(9): 1260-1270.
• Efe, R., Ekinci, D., Cürebal, İ., 2008. Erosion Analysis of Şahin Creek Watershed (NW of Turkey) Using GIS Based on RUSLE (3D) Method, Journal of Applied Science, 8(1): 49-58.
• Ekinci, D. 2007. Estimating of Soil Erosion in Lake Durusu Basin Using Revised USLE 3D with GIS. Çantay Press, İstanbul.
• Erol, A., Babalık, A.A., Sönmez, K., Serin, N., 2009. Isparta-Darıderesi Havzası topraklarında erozyona duyarlılığın arazi kullanım şekillerine bağlı değişimi. Süleyman Demirel Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, A (2): 21-36.
• Erpul, G., Bayramin, İ., (Kaya) Topçu, P., (Deviren) Saygın, S., 2009. Türkiye’de Su Erozyonu Çalışmaları İçin Uzun Dönem Meteoroloji Verileri Kullanarak Ulusal Ölçekte Yağış Enerji ve Şiddetlerinin Belirlenmesi. TÜBİTAK (Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu), Proje No: ÇAYDAG (Çevre, Atmosfer, Yer ve Deniz Bilimleri Araştırma Grubu) 107Y155, Ankara.
• Ferreira, V., Panagopoulos, T., Cakula, A., Andrade, R., Arvela, A., 2015. Predicting soil erosion after land use changes for irrigating agriculture in a large reservoir of southern Portugal, Agriculture and Agricultural Science Procedia, 4: 40-49.
• Gençer, M., Başayiğit, L., Akgül, M., 2015. Eğirdir Gölü koruma zonları CORINE arazi kullanım sınıflaması. Tarım Bilimleri Dergisi, 21: 26-38.
• Haktanır, K., Cangir, C., Boyraz, D., 2005. Toprak Kaynakları Kullanımı. Türkiye Ziraat Mühendisliği VI. Teknik Kongresi, 113-135, 3-7 Ocak, Ankara.
• Hunke, P., Roller, R., Zeilhofer, P., Schröder, B., Mueller, E.N., 2015. Soil changes under different land-uses in the Cerrado of Mato Grosso, Brazil. Geoderma Regional, 4: 31-43.
• Iqbal, M.F., Khan, I.A., 2014. Spatiotemporal Land Use Land Cover change analysis and erosion risk mapping of Azad Jammu and Kashmir, Pakistan. The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Sciences, 17: 209-229.
• İrvem, A., Tülücü, K., 2004. Coğrafi bilgi sistemi ile toprak kaybı ve sediment verimi tahmin modelinin (EST) oluşturulması ve Seyhan-Körkün Alt Havzasına uygulanması. Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi No: 13.
• İrvem, A., Topaloğlu, F., Uygur, V., 2007. Estimating spatial distribution of soil loss over Seyhan River Basin in Turkey. Journal of Hydrology, 336: 30-37.
• Jordan, G., Rompaey, A.V., Szilassi, P., Csillag, G., Mannaerts, C., Woldai, T., 2005. Historical land use changes and their impact on sediment fluxes in the Balaton basin (Hungary). Agriculture, Ecosystems and Environment, 108: 119-133.
• Kanar, E., Dengiz, O., 2015. Madendere Havzası topraklarında arazi kullanım/arazi örtüsü ile bazı erozyon duyarlılık indeksleri arasındaki ilişkinin belirlenmesi. Türkiye Tarımsal Araştırmalar Dergisi, 2: 15-27.
• Karagül, R., 1999. Trabzon-Söğütlüdere Havzasında farklı arazi kullanım şekilleri altındaki toprakların bazı özellikleri ve erozyon eğilimlerinin araştırılması. Tr. J. of Agriculture and Forestry, 23: 53-68.
• Karamesouti, M., Detsis, V., Kounalaki, A., Vasiliou, P., Salvati, L., Kosmas, C. 2015. Land-use and land degradation processes affecting soil resources: Evidence from a traditional Mediterranean cropland (Greece). Catena, 132: 45-55.
• Kızılelma, Y., Karabulut, M., 2014. Mut Havzasında erozyona duyarlı alanların belirlenmesi. Uluslararası Sosyal Araştırmalar Dergisi, 7(31): 439-456.
• Klemas, V.V., 2001. Remote Sensing of Landscape-Level Coastal Environmental Indicators. Environmental Management, 27: 47-57.
• Lambin, E.F., Geist, H.J., Lepers, E., 2003. Dynamics of land-use and land-cover change in tropical regions. Annual Review of Environment and Resources, 28: 205-241.
• Lee, G.S., Lee, K.H., 2006. Scaling effect for estimating soil loss in the RUSLE model using remotely sensed geospatial data in Korea. Hydrology and Earth System Sciences Discussions, 3: 135-157.
• Macleod, R.D., Congalton, R.G., 1998. A quantitative comparison of change detection algorithms for monitoring eelgrass from remotely sensed data. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 64: 207-216.
• Marathianou, M., Kosmas, C., Gerontidis, St., Detsis, V., 2000. Land-use evolution and degradation in Lesvos (Greece): a historical approach, Land Degradation Development, 11: 63-73.
• Mas, J.F., 1999. Monitoring land-cover changes: a comparison of change detection techniques. International Journal of Remote Sensing, 20: 139-152.
• Mitasova, H., Hofieka, J., Zlocha, M., Iverson, L.R., 1996. Modeling topographic potential for erosion and deposition using GIS. International Journal of Geographic Information Systems, 10: 629-641.
• Mol, G., Vriend, S.P., van Gaans, P.F.M., 2001. Environmental monitoring in Netherlands: Past developments and future challenges. Environmental Monitoring and Assessment, 68: 313-335.
• Myers, N., Mittermeier, R.A., Mittermeier, C.G., da Fonseca, G.A.B., Kent, J., 2000. Biodiversity hotspots for conservation priorities. Nature, 403: 853-858.
• Özel Cengiz, A.E., Çavuş, C.Z., Koç, T., 2014. Çanakkale ve Kepez yerleşmelerinde sulu tarım alanları kentleşme ilişkisi. Coğrafi Bilimler Dergisi, 12(1): 69-88.
• Özşahin, E., Atasoy, A., 2014. Aşağı Asi Nehri Havzası’nda (Hatay) arazi kullanımı ve arazi örtüsü (AKAÖ) değişiminin (1990-2011) erozyon üzerindeki etkisi. Uluslararası Sosyal Araştırmalar Dergisi, 7(31): 457-468.
• Özşahin, E., Uygur, V., 2014. The effects of land use and land cover changes (LULCC) in Kuseyr plateau of Turkey on erosion. The Turkish Journal of Agriculture & Forestry, 38: 478-487.
• Özşahin, E., 2014. Tekirdağ İlinde CBS Tabanlı RUSLE modeli kullanarak erozyon risk değerlendirmesi. JOTAF / Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 11(3): 45-56.
• Paül, V., Tonts, M., 2005. Containing urban sprawl: trends in land use and spatial planning in the metropolitan region of Barcelona. Journal of Environmental Planning and Management, 48(1): 7-35.
• Pimental, D., Harey, C., Rososudarmo, P., Sinclair, K., Kurz, D., Mcnair, M., Christ, S., Shpritz, L., Fitton, L., Saffouri, R., Blair, R., 1995. Environmental and economic costs of soil erosion and conservation benefits. Science, 267: 1117-1123.
• Renard, K.G., Foster, G.R., Weeies, G.A., Porter, J.P., 1991. RUSLE: revised universal soil loss equation. Journal of Soil and Water Conservation, 46: 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), Agriculture Handbook No: 703, USDA, Washington.
• Riebsame, W.E., Meyer, W B., Turner, B L. 1994. Modeling land-use and cover as part of global environmental change. Climate Change, 28(1-2): 45-64.
• Serra, P., Pons, X., Sauri, D., 2008. Land-cover and land-use change in a Mediterranean landscape: a spatial analysis of driving forces integrating biophysical and human factors. Applied Geography, 28: 189-209.
• Sharma, A., Tiwari, K. N., Bhadoria, P.B.S., 2011. Effect of land use land cover change on soil erosion potential in an agricultural watershed. Environmental Monitoring and Assessment, 173: 789-801.
• Tağıl, Ş., 2007. Tuzla Çayı Havzasında (Biga Yarımadası) CBS-Tabanlı RUSLE Modeli Kullanarak Arazi Degradasyonu Risk Değerlendirmesi. Ekoloji, 17: 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.
• Tağıl, Ş., 2014. Edremit Körfezi’nin Kuzey Sahil Bölgesinde peyzaj paterni ve arazi örtüsünün zamansal ve mekânsal değişimi. Balıkesir Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 17(31): 1-16.
• Tanyaş, H., Kolat, Ç., Süzen, M.L., 2015. A new approach to estimate cover-management factor of RUSLE and validation of RUSLE model in the watershed of Kartalkaya Dam, Journal of Hydrology, 528: 584-598.
• Taysun, A., Çanga, M. R., Uysal, H., Erpul, G., 1995. Toprak Erozyonu ve Korunma Önlemleri. Türkiye Ziraat Mühendisliği Teknik Kongresi, Ziraat Bankası Kültür Yayınları No: 26, Ankara.
• Van der Knijff, J. M., Jones, R. J. A., Montanarella, L. 2000. Soil Erosion Risk Assessment in Europe. European Soil Bureau European Commission, Directorate General JRC Joint Research Centre European Commission, EUR 19044 EN.
• Williams, J.R., 1991. Search for sustainability: agriculture and its place in the natural ecosystem. Agricultural Science, 4: 32-39.
• Wischmeier, W.H., 1978. Use and misuse of the universal soil loss equation. Journal of Soil and Water Conservation, 31: 5-9.
• Xiao, J., Shen, Y., Ge, J., Tateishi, R., Tang, C., Liang, Y., Huang, Z., 2006. Evaluating urban expansion and land use change in Shijiazhuang, China, by using GIS and remote sensing. Landscape and Urban Planning, 75: 69-80.
• Yıldırım, Ü., Erkal, T., 2008. Kumalar Dağı (Afyonkarahisar) Doğu ve Batısındaki Sahalarda Toprak Erozyonunun Değerlendirilmesi. TÜBİTAK Proje No: TOVAG 107 O 648, Afyonkarahisar.