Ayçiçeği bitkisinin karbondioksit akılarının Eddy kovaryans yöntemiyle belirlenmesi

Abstract

İklim değişikliği, atmosferdeki sera gazı miktarlarının artmasıyla şiddetlenmekte ve olumsuz etkileri artmaktadır. Bu durumu kontrol altına almak için sera gazı kaynakları ve yutak alanları üzerinde çalışmalar yoğunlaşmıştır. Karasal ekosistemde karbondioksit (CO2) yutak alanları arasında ormanlar, otlaklar, tarım arazileri, sulak alanlar, çalılıklar ve savanlar bulunmaktadır. Tarım alanlarından meydana gelen CO2 emisyon ve yutak değerlerinin tespiti, ulusal ve küresel sera gazı bütçesinin belirlenmesinde çok önemlidir. Bu çalışma, iklim değişikliği bağlamında tarımsal faaliyetlerin ve bitki örtüsünün karbon akıları üzerindeki etkilerini incelemek amacıyla yapılmıştır. Mikrometeorolojik bir yöntem olan Eddy kovaryans (EC) yöntemi kullanılan bu çalışma, ayçiçeği bitkisi üzerinde yapılmıştır. Uluslararası alanda yaygın olarak kullanılan ve güvenilir sonuçlar veren bu mikrometeorolojik yöntem, çeşitli tarımsal ürünlerin karbon akılarının hassas bir şekilde belirlenmesinde sıklıkla kullanılmaktadır. Mevcut literatürde yapılan çalışmaların büyük bir çoğunluğu buğday ve mısır gibi bitkilere odaklanmış olup, ayçiçeği gibi önemli bir tarımsal ürün üzerinde yeterli araştırma yapılmamıştır. Bu çalışma, ayçiçeği bitkisinin net ekosistem karbon değişimini (NEE), brüt birincil üretimini (GPP) ve ekosistem solunumunu (Reco) belirlemeyi amaçlamaktadır. Ayçiçeği bitkisi üzerinde yapılan bu ayrıntılı çalışma, bu bitkinin farklı büyüme evrelerindeki karbon dinamiklerini ortaya koymayı hedeflemekte olup, literatürdeki önemli bir boşluğu doldurmayı amaçlamaktadır. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar, tarımsal ekosistemlerin karbon bütçesinin daha iyi anlaşılması açısından önemli katkılar sağlayabilir. Bu çalışma kapsamında geniş kapsamlı bir literatür taraması yapılmış ve dünya genelinde farklı bitkilerin NEE değerleri incelenerek bu çalışmalardan elde edilen sonuçlar belirlenmiştir. Çeşitli bölgelerde ve iklim koşullarında yapılan çalışmalardan hesaplanan NEE değerleri, literatür taramasıyla elde edilerek karşılaştırılmıştır. Tez kapsamında, ayçiçeği bitkisinin farklı fenolojik evrelerindeki karbon akıları detaylı bir şekilde belirlenmiş ve bu akılardaki değişimlerin hangi faktörlerden kaynaklandığı incelenmiştir. Bitkinin tüm fenolojik evreleri analiz edilmiş ve bu evrelerde meydana gelen karbon akılarındaki değişiklikler belirlenmiştir. Ayrıca, bitkinin yaprak alan indeksi (LAI), bitki boyu ve bitki biyokütlesi gibi bitkisel özelliklerinin, bitkinin karbon akıları ile ilişkisi araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar, çeşitli meteorolojik değişkenlerle ilişkilendirilmiş ve hangi meteorolojik değişkenlerin karbon akılarını etkilediği belirlenmeye çalışılmıştır. Bu bağlamda; hava sıcaklığı, toprak sıcaklığı, bağıl nem ve güneş radyasyonu gibi meteorolojik değişkenlerin ayçiçeği bitkisinin karbon akıları üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu değişkenlerin her birinin ayçiçeği bitkisinin karbon akılarıyla olan ilişkisi bulunmuştur. Atatürk Toprak Su ve Tarımsal Meteoroloji Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü'nün çalışma sahasında 11 Nisan 2017 ve 15 Ağustos 2017 tarihleri arasını kapsayan bu çalışmada, eddy kovaryans yöntemi kullanılarak ayçiçeği bitkisinin ekiminden hasadına kadar toplam Reco, GPP ve NEE değerleri sırasıyla 1053.45 gC/m², 1424.33 gC/m² ve -371.87 gC/m² olarak belirlenmiştir. Hava sıcaklığı, çıkış ve yapraklanma gibi fenolojik aşamalarda GPP ile daha yüksek ilişkiye sahipken, bu ilişki diğer dönemlerde azalmaktadır. Yine aynı dönemlerde toprak sıcaklığıyla beraber Reco ve GPP değerleri de paralel bir artış sağlamıştır. Bitkinin tüm fenolojik evreleri birlikte değerlendirildiğinde, toprak sıcaklığı ve hava sıcaklığının NEE karbon akısı ile arasında anlamlı bir ilişki tespit edilememiştir.