İklim değişikliğinin bitki yetiştiriciliğine etkisi: model bitkiler ile Türkiye durumu

Öz

Dünyamız doğal dengenin insan tarafından bozulduğu ve bozulmalardan kaynaklı olumsuz etkilerin giderek arttığı bir dönemin içindedir. İklim değişikliğinin olumsuz etkilerinin sınırları yoktur ve bu olumsuz etkiler yeterince önemsenmediği sürece her alana hızla yayılmaktadır. Tüm canlılar için önemli olan bitkiler ise iklim değişikliği sebebiyle sıcaklık ve yağış gibi parametrelerin coğrafi değişkenlik göstermesi sonucunda, gelecekte, ölümler, göçler veya adaptasyon zorunlulukları ile karşı karşıya kalacaktır. Bu sebepler iklim değişikliğinin olası etkileri altında bitkilerin gelecekteki coğrafi dağılımlarının tahmin edilmesini gerekli kılmaktadır. Çalışmada, model olarak seçilen mısır, aspir, kanola, pamuk, buğday ve dallı darı bitkilerinin gelecekteki iklimsel değişikliklere uygunluğu incelenmiş ve elde edilen gelecek tahminleri ile günümüz için elde edilen iklimsel uygunluklar karşılaştırılmıştır. Uygulanan adımlar; (1) İklimsel parametrelerin günümüze ait ve 2070 yılı projeksiyonuna ait verilerinin Worldclim veritabanından elde edilmesi, (2) Model bitkilerin büyümeleri için gerekli sıcaklık ve yağış aralıklarının EcoCrop veritabanı ile tespit edilmesi, (3) Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) ve Uzaktan Algılama yazılımı olan TerrSet ortamında, Climate Change Adaptation Modeler (CCAM)’in alt modeli olan Crop Climatic Suitability Modeling (CCSM) uygulanarak (4) iklimsel uygunluk haritalarının her bitki için günümüz ve gelecek projeksiyonu şeklinde üretilmesi şeklindedir. Köppen iklim sınıflandırma sistemine göre %41.1 oranında Akdeniz ikliminin hâkim olduğu ülkemizde bitkilerin iklimsel uygunluk değerlendirilmesi yapılmıştır. Çalışmada, mısır, dallı darı ve pamuk bitkilerinin yetiştirilmesine uygun olan alanların nispeten artsa bile günümüze göre önemli ölçüde değişmeyeceği; aspirin uygunluğunun alansal olarak önemli ölçüde genişleyeceği ve kanolaya yönelik uygun alanların yer değiştireceği tespit edilmiştir. Burada önemli ölçüde kaybeden hem alansal olarak değişikliğe ve daralmaya uğrayacak olan ülkemizin kayda değer tarım ürün bitkisi buğdaydır. Çalışma, gelecek projeksiyonlarının yapılması, acil durum önlemlerinin veya tarımsal yönetim planlamalarının yapılması açısından önem taşımaktadır.

Anahtar Kelimeler

• Bitki İklim Uygunluğu,CBS,İklim Değişikliği,EcoCrop,Worldclim

The impact of the climate change to crop cultivation: the case study with model crops for Turkey

Abstract

The Earth is in an era, when the natural balance has been deteriorated by the human and the adverse effects have been increased by these deteriorations. The adverse effects of global climate change have no limitations, and if these effects are overlooked by the human, they shall spread to all areas rapidly. The plants, which are so important for all living creatures, shall be faced with deaths, migrations or adaptation challenges in the future because of the climate change-originated geographical alteration on the variables such as air temperature and precipitation. These reasons make essential the estimations of geographical distribution of plants in the future. In the study, the geographic-climatic suitability of maize, safflower, canola (rape), cotton, wheat and switchgrass was projected for 2070, and the current and future conditions were compared. The applied steps in the study are; (1) the climatic data - obtained from Worldclim as current and 2070-projected data, (2) the identification of essential temperature and precipitation intervals for crops’ growth from EcoCrop, (3) application of the Climate Change Adaptation Modeler (CCAM)’s sub-model “Crop Climatic Suitability Modeling (CCSM)” in TerrSet, a Geographical Information Systems (GIS) and Remote Sensing software by Clark Labs, and finally (4) generation of the climatic suitability maps for each crop for current and future. With this study, the climate-based geographic suitability of plants was evaluated for Turkey where is dominated by Mediterranean climate pattern as 41.1% in Köppen Climate Classification. In the study, the projected areal suitability of maize, switchgrass and cotton shall not change significantly according to current conditions. Safflower’s and canola’s areal suitability shall expand and displace, respectively. Here, the major loser in areal suitability shall be wheat in Turkey. The methodology may aid for planners and land managers to understand changes in climatic suitability of plants from present to future.

Keywords

• Crop Climatic Suitability,GIS,Climate Change,EcoCrop,Worldclim

Kaynakça

1. Öztürk K. “Küresel iklim değişikliği ve Türkiye’ye olası etkileri”. Gazi Üniversitesi Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 22(1), 47-65, 2002.
2. Erlat E. İklim Sistemi ve İklim Değişmeleri. 5. Baskı, İzmir, Türkiye, Ege Üniversitesi Yayınları, 2014.
3. IPCC. “Climate Change 2001: The Scientific Basic Contribution of Working Group I to The Third Assesment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)”. Cambridge; UK, Cambridge University Press, 2001.
4. Maslin M. Küresel Isınma. Ankara, Türkiye, Dost Yayınları, 2011.
5. Sinn HW. Yeşil Paradoks: Küresel Isınmaya Karşı Arz Yanlı Yaklaşım. İstanbul, Türkiye, Koç Üniversitesi Yayınları, 2016.
6. Stern N. The Economics of Climate Change: The Stern Review. Cambridge, UK, 2006.
7. Lane A, Jarvis A. “Changes in climate will modify the geography of crop suitability: Agricultural biodiversity can help with adaptation”. SAT eJournal, 4(1), 1-12, 2007.
8. Haşlak O. “Küresel ısınmanın toprak ve bitkiler üzerine etkileri”. Üniversite Öğrencileri 2. Çevre Sorunları Kongresi, İstanbul, Türkiye, 16-18 Mayıs 2007.

9. Denhez F. Küresel Isınma Atlası. İstanbul, Türkiye, NTV Yayınları, 2007.
10. Türkeş M, Sümer UM, Çetiner G. “Küresel iklim değişikliği ve olası etkileri”. Çevre Bakanlığı, Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi Seminer Notları, İstanbul, Türkiye, 13 Nisan 2000.
11. Kassam AH, van Velthuizen HT, Fischer GW, Shah MM. “Agro-egological Land Resources Assessment for Agricultural Development Planning-A Case Study of Kenya: Resources Data Base and Land Productivity Main Report”. ISBN 92-5103303-X. FAO, Rome, Italy, 1993.
12. Olesen JE, Bindi M. “Consequences of climate change for European agricultural productivity, land use and policy”. European Journal of Agronomy, 16(4), 239-262, 2002.
13. Holzkaemper A, Calanca P, Fuhrer J. “Analyzing climate effects on agriculture in time and space”. Procedia Environmental Sciences, 3, 58-62, 2011.
14. Salinger MJ, Stigter CJ, Das HP. “Agrometeorological adaptation strategies to increasing climate variability and climate change”. Agricultural and Forest Meteorology, 103(1-2), 167-184, 2000.
15. Kenny GJ, Harrison PA, Olesen JE, Parry ML.“The effects of climate change on land suitability of grain maize, winter wheat and cauliflower in Europe”. European Journal of Agronomy. 2, 325-338, 1993.
16. Kenny GJ, Harrison PA, “The effects of climate variability and change on grape suitability in Europe”. Journal of Wine Research. 3, 163-183, 1992.
17. GRID Arendal. “A Centre collaborating with UNEP”. http://www.grida.no/publications/vg/climate/page/3090.aspx (12.10.2014).
18. Jassogne L, Laderach P, Van Asten P. “The Impact Of Climate Change On Coffee In Uganda: Lessons from a case study in the Rwenzori Mountains”. https://www.oxfamblogs.org/eastafrica/wp-content/uploads/2010/09/rr-impact-climate-change-coffee-uganda-030413-en.pdf (12.06.2018).
19. Ramirez-Villegas J, Jarvis A, Laderach P. “Empirical approaches for assessing impacts of climate change on agriculture: The EcoCrop model and a case study with grain sorghum”. Agricultural and Forest Meteorology, 170, 67-78, 2013.
20. Hijmans RJ, Guarino L, Cruz M, Rojas E. “Computer tools for spatial analysis of plant genetic resources data: 1. DIVA-GIS”. Plant Genetic Resources Newsletter, 127, 15-19, 2001.
21. Ceballos H, Ramirez J, Bellotti AC, Jarvis A, Alvarez E. Adaptation of Cassava to Changing Climates, Editors: Yadav SS, Redden RJ, Hatfield JL, Lotze-Campen H, Hall AE. Crop Adaptation to Climate Change. First Edition. John Wiley & Sons, Ltd. Blackwell Publishing Ltd., Aptara Inc., New Delhi, India, 2011.
22. Beebe S, Ramirez J, Jarvis A, Rao IM, Mosquera G, Bueno JM, Blair MW. Genetic Improvement of Common Beans and the Challenges of Climate Change. Editors: Yadav SS, Redden RJ, Hatfield JL, Lotze-Campen H, Hall AE. Crop Adaptation to Climate Change. First Edition. John Wiley & Sons, Ltd. Blackwell Publishing Ltd., Aptara Inc., New Delhi, India, 2011.
23. Bakkenes M, Alkemade JRM, Ihle F, Leemans R, Latour JB. ‘Assessing effects of forecasted climate change on the diversity and distribution of European higher plants for 2050’. Global Change Biology, 8, 390-407, 2002.
24. Hughes L. “Biological consequences of global warming: Is the signal already”. TREE, 15(2), 56-61, 2000.
25. Demir A. “Küresel iklim değişikliğinin biyolojik çeşitlilik ve ekosistem kaynakları üzerine etkisi”. Ankara Üniversitesi Çevrebilimleri Dergisi, 1(2), 37-54, 2009.
26. Prentice IC, Williams S, Friedlingstein P. “Biosphere feedbacks and climate change”. https://www.imperial.ac.uk/media/imperial-college/grantham-institute/public/publications/briefing-papers/Biosphere-feedbacks-and-climate-change-Briefing-Paper-No-12v2.pdf, (11.06.2018).
27. Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü. “Yeni Senaryolar ile Türkiye İklim Projeksiyonları ve İklim Değişikliği”. Araştırma Dairesi Başkanlığı Klimatoloji Şube Müdürlüğü, Ankara, Türkiye, 2015.
28. Eastman JR. TerrSet Manual. Clark University, Worcester, MA, USA, 2015.
29. Türkeş M. Genel Klimatoloji: Atmosfer, Hava ve İklimin Temelleri, 1. Baskı, İstanbul, Türkiye, Kriter Yayınları, 2016.
30. Türkeş M. “Küresel iklim değişikliği nedir? temel kavramlar, nedenleri, gözlenen ve öngörülen değişiklikler”. 1. Türkiye İklim Değişikliği Kongresi, İstanbul, Türkiye, 07-13 Nisan 2007.
31. Türkeş M. İklim Değişikliği ve Küresel Isınma Olgusu: Bilimsel Değerlendirme. Editör: Karakaya E, Küresel Isınma ve Kyoto Protokolü: İklim Değişikliğinin Bilimsel, Ekonomik ve Politik Analizi. 21-57. İstanbul, Türkiye, Bağlam Yayınları, 2008.
32. Eastman JR. TerrSet Tutorial. Clark University, Worcester, MA, USA, 2015.
33. Aydın F. Enerji Bitkisi Yetiştirilebilecek Alanların Coğrafi Bilgi Sistemleri, Uzaktan Algılama ve Analitik Hiyerarşi Prosesi Desteği ile Tespiti. Yüksek Lisans Tezi, Ege Üniversitesi, İzmir, Türkiye, 2015.
34. Laderach P, Eitzinger A. “Ecocrop suitability modeling”. Data Analysis Workshop and Adaptation Strategy Development, Arusha, Tanzania, 04-06 June, 2013.
35. Eitzinger A, Carmona S, Argote K, Laderach P, Jarvis A. “Climate impacts and resilience in Caribbean agriculture: Assessing the consequences of climate change on cocoa and tomato production in Trinidad & Tobago and Jamaica (CIRCA)”. https://cgspace.cgiar.org/bitstream/handle/10568/56980/circawp2presentacionjamaica.pdf?sequence=3&isAllowed=y (12.06.2018).
36. Soylu S, Sade B. “İklim Değişikliğinin Tarımsal Ürünlere Etkisi Üzerine Bir Araştırma Projesi”. Karapınar Ziraat Odası, Konya, Türkiye, 2012.
37. Ziraat Mühendisleri Odası. “Kuraklık ve İklim Değişikliğinin Tarıma Etkisi”. http://www.zmo.org.tr/genel/bizden_detay.php?kod=21472&tipi=3&sube=13, (14.06.2017).
38. Kıymaz T, Saçlı Y. “Tarım ve Gıda Ürünleri Fiyatlarında Yaşanan Sorunlar ve Öneriler”. Devlet Planlama Teşkilatı Müsteşarlığı, Ankara, Türkiye, Yayın No: DPT: 2767, 2008.
39. Başoğlu A, Telatar OM. “İklim değişikliğinin etkileri: tarım sektörü üzerine ekonometrik bir uygulama”. Karadeniz Teknik Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 6, 8-25, 2013.
40. Montgomery SL. Küresel Enerjiye Yön Veren Güçler: 21. Yüzyıl ve Sonrası. 1. Baskı, Ankara, Türkiye, Tübitak Yayınları, 2010.
41. Korkmaz K. “Küresel Isınma ve Tarımsal Uygulamalara Etkisi”. Alatarım, 6(2), 43-49, 2007.