Son 50 yılda, dünyanın net ekili alanı, çoğunlukla orman, sulak alanlar ve otlak habitatların dönüştürülmesi ile %12 oranında artmıştır. Aynı süre içerisinde, küresel olarak sulanan alan da iki katına çıkmıştır (FAO, 2011; Gibbs vd., 2010). Büyüklüğüne bakılmadan derin ya da sığ göller, bataklık ve sazlıklar Sulak Alanlar olarak tanımlanmaktadır. Sulak Alanlar, tropikal ormanlardan sonra birim alandan en yüksek organik madde üreten ekosistemlerdir. Yüksek biyolojik çeşitliliğe ve dinamik yapıya sahip olan bu sahalar; çevredeki nemin kontrolünde, taban suyu hareketinde, erozyon ve taşkın kontrolünde su kalitesinin arttırılmasında, su ve besin temininde, ekonomik gelir elde edilmesinde, tarımsal verimliliğin arttırılmasında ve bölgenin iklim stabilizasyonunun sağlanmasında önemli rol oynamaktadır. Yüksekova’da bulunan sulak alanların miktarı 1989 yılında (07/07/1989) toplam 5095 ha iken yağışların azalması ve açılan kanal ile tahliye edilen suyun da etkisi ile 2010 yılında (11/09/2010) 3341 ha’a ve 2018 yılında (30/09/2018) 2209 ha’a düşmüştür (Şekil 1). Kanallar ile tahliye edilen su miktarındaki artış, bölgedeki sulak alanların doğal hidrolojik dönemlerinin değişmesine neden olmuş, bazı bölgelerin tamamen kurumasına neden olurken suyun belirli bölgelere çekilmesine yol açmıştır. Amerika Birleşik Devletleri’nin Florida Eyaletinde Miami şehrinin yakınlarındaki sulak alanları inceleyen Noe vd. (2001) sulak alanların kurutulması ile meydana gelen hidrolojik değişime ek olarak, kuruyan alanlardaki tarımsal faaliyetler ve çevredeki yoğun şehirleşmenin sulak alanların özellikle fosfor başta olmak üzere besin yükünü arttırdığını bildirmektedirler. Proje önerisindeki çalışma alanımızın kuzeyinde yer alan Yüksekova ilçesi, çevredeki köyler ve uzak mezralardan gelen yoğun göç nedeni ile sürekli olarak genişlemektedir. Farklı yıllara ait uydu görüntülerinden Gever ovasının toplam alanının plansız şehirleşmenin etkisi le 24000 ha’dan 19768 ha’a gerilediğini göstermektedir. Bölgesinin en düşük kota sahip alanlarının yer aldığı sulak alanlar ise tarımsal üretim alanlarından drene olan suyun biriktiği nihai toplama alanları olduğundan, besin yüklerinin arttığını söylemek yanlış olmayacaktır. Artan besin yükü ile birlikte hidrolojideki değişiklikler ekosistem yapısında ve fonksiyonunda önemli değişikliklere neden olacaktır.
Bu nedenle çalışmamızın birinci amacı; Yüksekova sazlıklarında yer alan sulak alanların miktarının en düşük ve en yüksek olduğu dönemlerde yapılacak su örneklemeleri ve analizleri ile sularda oluşan besin yükünün belirlenmesi ve insan etkisinin besin yüküne katkısını ortaya koymaktır. Su örnekleri, sulak alanda coğrafi koordinatları önceden belirlenecek 50 noktadan alınacak ve suyun besin yükünün zamana ve mekâna bağlı değişkenliği tespit edilerek haritalanacaktır.
Sulak alanların kurutulması ve tahribatı biyolojik çeşitlilik ve sağladığı ekosistem servisleri (suyun depolanması ve arıtılması, tarımsal kirleticilerin filtrelenmesi, taşkın tamponlama, karbonun sabitlenmesi, avlanma ve avlanma yoluyla besin temini vb.) bakımından lokal, bölgesel ve ulusal ölçekte önemli dez avantajlar oluşturabilir. Sulak alanlar fauna ve flora için kritik habitatları oluşturduğundan, genellikle çok çeşitli ekosistemleri temsil etmektedir. Ülkemizdeki sulak alanlar biyoçeşitliliğin ve kültürel zenginliğin kaynağı olmanın yanında Sibirya ve Afrika arasında göç yapan milyonlarca kuşun da göç yolunda konakladıkları önemli habitatlardır (Richardson ve Hussain, 2006). Bu nedenle sulak alanların bozulması ve yok edilme süreçleri, insanoğluna sunulan ekosistem servislerinin zayıflamasına ve çoğu zaman tamamen yok olmasına neden olabilmektedir. Dolayısı ile bu alanlar hem bölgesel hem de küresel ölçekte korunması gereken önemli ekosistemlerdir (Sica et al., 2016).
Şekil 1. Yüksekova sulak alanlarının zaman içerisindeki değişimine ait uydu görüntüleri.
Yüksekova havzasında bugüne kadar yapılmış detaylı hatta genel bir toprak etüt çalışması yapılmadığından, çalışma alanı içerisindeki toprakların oluşumları veya genel özellikleri ile ilgili bilgi de bulunmamaktadır. Ancak, çalışma alanının jeomorfolojik yapısı ve kendini besleyen derelerin varlığı dikkate alındığında; çalışma alanında aluviyal kökenli genç Entisoller ile birlikte, uzun yıllar su etkisi altında kalmış bataklıklarda gelişmiş Histosollerin varlığı mümkün görünmektedir. Bu kapsamda teklif edilen projenin ikinci amacı; çalışma alanı topraklarının seri düzeyinde detaylı etüdünü gerçekleştirmek, oluşumlarını açıklamak, sınıflandırmak ve genel karakteristiklerini ortaya koymaktır. Bu amacı gerçekleştirmek için mevcut uydu görüntüsü, elde edilebilirse detaylı hava fotoğrafları, topoğrafik haritaları ve jeolojisi ile birlikte temin edilebilecek materyallerin kullanımı ile seri ve faz düzeyinde haritalama yapmamıza imkân verecek 20 adet profil çukuru açılarak, tanımlamalar yapılacak ve horizon bazında örnekler alınacaktır. Haritalama birimlerinin oluşturulması ve sınırların kesinleştirilmesi aşaması ise bir sonraki amaç içerisinde gerçekleştirilecek arazi işlemleri ile tamamlanacaktır.
Topraklar uzun vadeli çevresel değişimin en önemli göstergelerindendirler. Toprak-su ortamındaki değişiklikler toprak yapısını ve oksijen ortamını, toprağın fiziksel ve kimyasal özelliklerini ve mikrobiyal ve enzim aktivitelerini etkileyerek toprak kalitesini etkilemektir (Zhang vd., 2016). Pan vd. (2000) sulak alanda alg topluluklarının varyasyonunu açıklamada toprağın kimyasal özelliklerinin su kimyasından daha etkili olduğunu rapor etmişlerdir. Sulak alanlarda toprak özelliklerinin uzaysal dağılımı, çeşitli biyotik ve abiyotik faktörlerin birleşik etkilerini ve etkileşimlerini anlamamıza kolaylık sağlamaktadır. Arazide yer alan fizyoğrafik üniteler de bu süreçlerin anlaşılmasına yardımcı olacak önemli bilgiler edinilmesine yardımcı olurlar. Dünyanın birçok yerindeki çeşitli sulak alanlarda, hidrolojik modifikasyon ve besin yükleme işlemleri sadece bu ekosistemlerin yapısını ve işlevini değil, aynı zamanda mekansal boyutlarını ve dağılımlarını da etkilemiştir (Bruland ve Richardson, 2005). Küresel konumlandırma sistemleri (GPS), coğrafi bilgi sistemleri (CBS) ve jeoistatistiğin kullanılması, bilim adamlarının doğada daha büyük mekansal ölçekler üzerindeki desenleri her zamankinden daha ince detayda tanımlama kapasitesini arttırmıştır. Bu yöntemler, sulak alanlara yapılan antropojenik etkilerin birden fazla ölçekte ölçülmesi ve sulak alan restorasyon projelerinin tasarımında yardımcı olacak değerli bilgiler sağlamak için de kullanılabilir (Bruland vd., 2006).
Bu kapsamda çalışmanın üçüncü amacı; fiziksel, kimyasal ve biyo-kimyasal toprak özelliklerinin mekânsal dağılımının belirlenmesi ile sulak alan, mera/otlak ve tarım arazileri alt ekosistemlerinin insan kaynaklı değişikliklere nasıl cevap verdiğini değerlendirmektir. Bu kapsamda çeşitli toprak tipleri ve arazi kullanımlarının olduğu arazilerden 270 adet 0-20 cm derinliklerden toprak örnekleri alınacaktır (Şekil 4). Örnekler, çeşitli kimyasal, biyo-kimyasal ve fiziksel özellikleri için analiz edilecektir.
Çalışma alanında toprak özelliklerinin mekânsal dağılımının haritalandırılması, restorasyon ve alanının sürdürülebilir yönetiminde önceliklendirilecek sahaların belirlenmesine olanak sağlayacak ve restorasyon faaliyetlerinin gelecekteki etkilerinin değerlendirilmesini kolaylaştıracaktır. Sulak alanların çekilmesi ile meydana gelen değişimlerin yorumlanması amacı ile çalışma alanı; 1989 öncesi tarımsal üretimin yapıldığı araziler, 1989-2010 arasında tarımsal üretimin başladığı ve öncesi su altında olan araziler ile son 2010-2019 arasında tarımsal üretimin başladığı ve öncesinde su altında olan araziler şeklinde 3 bölgeye ayrılacaktır. Bu 3 bölgede çalışılan toprak özelliklerinin durumu karşılaştırılacaktır.
Topraklar hem insan hem de ekosistem ihtiyaçlarını desteklemek için gereken ekosistem servislerini sağlamaktadır. Ancak insan faaliyetlerinin yoğunlaşması ve genişlemesinden kaynaklanan baskılar nedeniyle sağlığı bozulan topraklar bu işlevlerini yeterince yerine getiremez hale gelmiştir. FAO (2015), toprağın sağlığını yitirmesi veya daha yaygın bir ifade ile bozulmasını, ekosistemin kullanıcılarına mal ve hizmet sağlama kapasitesinin azalması şeklinde tanımlamaktadır. “Ekosistem ürünleri”, bugün ve gelecek nesiller için ekonomik veya sosyal değeri olan arazide üretilen ürünlerinin mutlak miktarlarını ifade eder. Bunlar arasında hayvansal ve bitkisel üretim, arazi mevcudiyeti ve toprak sağlığı ile su kalitesi ve miktarı bulunur. “Ekosistem servisleri” daha çok niteliksel özellikler ile ilgilidir ve bu servislerin faydalanıcılar ve çevre üzerindeki etkileri, biyolojik çeşitlilik ve hidrolojik ve besin döngülerinin sürdürülmesi gibi faktörleri içerir. Bunların hiçbiri basit bir şekilde ölçülemez veya değerlendirilemez. Ancak genel anlamda toprak bozulması, toprak kalitesinin bozulması bir veya daha fazla toprak fonksiyonunun kısmen veya tamamen kaybı olarak tanımlanmaktadır. Dolayısıyla, toprak bozulması, toprağın yapısı ve kalitesini değiştiren doğal veya antropojenik faktörler nedeniyle, toprak özelliklerinde meydana gelen değişikliği ifade etmektedir (Karlen ve Rice, 2015).
Sınırlı ve yenilenmesi oldukça uzun zaman alan doğal bir kaynak olan toprağın kalitesi gıda güvenliği, insan sağlığı ve ekolojik çevrenin sürdürülebilir gelişimi için çok önemli bir özelliktir. Bununla birlikte, yaygın olarak kabul edilen bir toprak kalitesi kavramı henüz tanımlanamamıştır. Genel anlamda toprak kalitesi; toprağın biyolojik üretim yeteneği (toprak verimliliği); toprağın çevresel kirletici maddeleri ve mikropları temizleme yeteneği (çevresel kalite); toprağın flora, fauna ve insan sağlığını etkileme kabiliyeti (biyolojik sağlık) (Karlen vd., 1997) şeklinde üç bileşenden oluşmaktadır. Toprak kalitesi değerlendirmesi, toprak özelliklerinin, toprak fonksiyonlarının ve toprak koşullarının izlenmesi ve değerlendirilmesini ifade eder (Legaz vd., 2017). Sulak alanların korunması ve yönetimi için gerekli olmasına rağmen, kıyı bölgelerindeki tuzlu sulak alanlarda toprak kalitesi değerlendirmeleri ile ilgili sınırlı sayıda çalışma yapılmış (Jian-Hua vd., 2009; Zhang vd., 2016), ancak iç bölgelerde yer alan sulak alanlarda toprak kalitesindeki dinamik değişimleri değerlendirmek için bugüne kadar herhangi bir çalışma yapılmamıştır. Çalışma alanında yer alan sulak alan, mera/otlak ve tarım arazileri alt ekosistemlerin yönetiminin bütünleştirici bir özelliği olarak toprak kalitesi, temel toprak ekosistem servislerini temsil eden bir dizi fiziksel, kimyasal ve biyo-kimyasal gösterge ile değerlendirilecektir.
Bu nedenle çalışmanın dördüncü amacı; toprak sağlığını değerlendirmek için toprakların sağladığı ekosistem servislerini izleyerek yeni bir yaklaşım önermektir. Bu projede, üç adımdan oluşan çok değişkenli bir toprak kalitesi değerlendirmesi yaklaşımının geliştirilmesi planlanmaktadır. Yeni yaklaşım; nokta ölçümlerinden farklı arazi kullanımları, toprak tipleri ve toprak sağlığının insan faaliyetleri üzerindeki etkisinin daha hassas bir tanımını ele alabilecek daha geniş ölçekli bir analize geçişine izin vermek için toprak özellikleri ve ekosistem servisleri arasındaki ilişkilerin ölçülmesini esas almaktadır (Şekil 2).
Su ile doygun koşullardan drenaj sonrasına geçiş, su vejetasyonundan karasal bitki örtüsü topluluklarına doğru değişime ve alg/perifertonun toplam primer üretime katkılarının azalmasına neden olur. Ekosistemdeki drenajın ana etkisi, yüzey altında meydana gelir; drenaj sonrası organik maddenin heterotrofik mikroorganizmalar tarafından ayrışması süzülmüş koşullar altında belirgin şekilde daha fazladır. Bu nedenle, sulak alanların drenajla su seviyeleri çekildiğinde, daha önce depolanmış olan C atmosfere geri salınır. Bu nedenle, çeşitli karbon döngüsü süreçleri değişen iklim koşullarından etkilenir (Childers vd., 2003). Sulak alanlarda organik madde parçalanması, çeşitli dış ve iç faktörlerle düzenlenir. Su tablası derinliğinin değişimi, sulak alanlarda organik madde ayrışmasını kontrol eden en önemli olaydır. Drene edilmiş koşullarda organik toprakların ayrışma hızının su altındakilere kıyasla 50 kat daha fazla olduğu bildirilmiştir (Reddy vd., 2010).
Bu kapsamda çalışmanın beşinci amacı: sulak alanların karbon depolamadaki önemini ortaya koymaktır. Bu amacı gerçekleştirmek için, uydu görüntüleri ile farklı dönemlerde su altında olduğu tespit edilen bölgelerin karbon depolama durumları belirlenecektir. Toprak etüd haritalama çalışmaları esnasında alınan profil örneklerine ilave olarak çalışma alanın farklı lokasyonlarından (Şekil 3) alt horizonları temsil edecek şekilde (20-40 ve 40-60cm) ayrıca 30 noktadan daha toprak örnekleri alınarak alanın C depolama durumu belirlenerek haritalanacaktır.
Küreselleşme sürecinin neden olduğu çoklu baskıların karmaşıklığı, iklim değişikliği ve iklim salınımlarının potansiyel etkisi, gelecekteki enerji ve su kaynakları ile ilgili kritik konular belirsizlik düzeyini daha da arttırmaktadır. Bu belirsizlik ve yüksek riskler, bilgimizi arttırmak, doğal kaynakları korumanın önemi ile ilgili farkındalığı arttırmak ve bu kaynakları korumak için sürdürülebilir yönetim uygulamalarını benimsemek adına gayret göstermeyi gerektirmektedir (Gomiero, 2016). İklim değişikliği, sulak alanlar da dahil olmak üzere birçok ekosistemin sürdürülebilirliği ve bütünlüğüne yönelik en büyük tehditlerden biri olarak görülmektedir. İklim değişikliğinin etkisi; sıcaklık, yağış, besin ve sediment yükü, karbondioksit konsantrasyonu ve diğer ilgili faktörlerin tiplerine, büyüklüklerine ve değişim oranlarına bağlı olarak farklılık gösterecektir. Yağış düzenindeki değişikliklerin eşlik ettiği sıcak iklimler, hidroloji, biyo-jeokimya ve verimlilikteki değişimlerle sulak alan ekosisteminin işlevlerini etkileyecektir (Reddy vd., 2010). Sıcaklık ve yağış, sulak ekosistem yapısının ve fonksiyonunun en önemli belirleyicileridir. Sabit, azalan veya hatta hafifçe artan toplam yağışla birlikte, sonraki yüzyılda ortalama 1.0 ila 3.5 °C genel sıcaklık artışı (IPCC, 1998) tatlı su sulak alanlarını ciddi şekilde etkileyecektir. Yüzey ve yeraltı suyu seviyesini yalnızca birkaç santimetre değiştiren yağış, buharlaşma veya terlemede nispeten küçük değişiklikler, birçok sulak alanının küçültmesi veya genişletmesi ve hatta bazı sulak alanların kuruması için yeterli olacağı düşünülmektedir (Burkett ve Kusler, 2000). Tarım arazilerine olan ihtiyacın artışı ve iklim değişimi gibi etmenlerin gelecekte ekosistem üzerine etkilerini ve neden olabilecekleri değişimleri başarılı bir şekilde tahmin edebilen modeller ile değerlendirilmeleri, gerçekleşecek olumsuzluklara karşı gerekli tedbirlerin önceden alınmasını ve yeni çevreye adaptasyonu kolaylaştıracaktır. Su kalitesi, mera kalitesi ve toprak kalitesi gibi parametrelerin gelecekte ekosistem servislerinin sürdürülebilirliklerini tehdit edecek eşik düzeylerini geçecek şekilde bozulmaları riski, ilgili bölgenin geçmiş ve halihazır durumunun değerlendirilmesi neticesinde alınacak tedbirler ile minimize edilebilir. İklim değişikliğinin toprak ve tarım arazileri üzerindeki potansiyel etkilerini anlamak, gelecek adına planlama yapabilmek için mutlak gereklidir. Her ne kadar su sorunu yaşamayan bazı bölgeler küresel ısınmadan fayda sağlayıp ve tarımsal üretimlerini arttırsalar da ülkemizin de dahil olduğu dünyanın pek çok bölgesinde, küresel ısınmanın artması ile birlikte tarımsal üretkenlikte azalma olacağı beklenmektedir (Alexandratos ve Bruinsma, 2012).
Şekil 2. İnsan Refahı (Toprak sağlığı/kalitesi) açısından toprak fonksiyonları ve tanımladığı ekosistem servisleri
Bu kapsamda çalışmanın altıncı amacı; Çalışma alanında toprak örneklemeleri yapılırken vejetasyon etüdü de yaparak alanın vejetasyonun niteliği ile toprak özellikleri ve arazi kullanımına bağlı olarak vejetasyonda meydana gelen değişikliklerin ve bu değişikliklerin indikatörü olabilecek bitki türlerinin ortaya konmasıdır. Bu çerçeveden daha önce çeşitli bölgelerde farklı ekolojiler altında yapılan çalışmalarda vejetasyon ile toprak özellikleri ilişkilendirilmiş ve toprak özellikleri yönüyle indikatör türler belirlenmeye çalışılmıştır (Knoepp vd., 2000; Ruiz-Jaen vd., 2005; Onen vd., 2018). Bu çalışmada da sürveylerde belirlenen bitki türleri ile toprak kalitesi göstergeleri, fonksiyonları ve ekosistem servisleri arasındaki ilişkiler analiz edilecektir. Bir sonraki aşamada; sürveylerde rastlanan önemli bazı yabancı ot türleri ile belirli kültür bitkileri üzerine iklim değişikliğinin muhtemel etkileri seçilen modeller kullanılarak ortaya konulacaktır. Çalışmada kullanılacak MaxEnt Modeli ile iklim ve toprak özelliklerindeki değişikliklere bağlı olarak önemli kültür bitkilerinin ve yabancı ot türlerinin gelecekteki (2030, 2050, 2070 ve 2100 yıllarında) popülasyon/yaygınlık durumları/alanları ortaya konulacaktır. Böylece hem bölgenin gelecekteki tarımsal potansiyeli hem de muhtemel yabancı ot problemleri de ortaya konmuş olacaktır. Tarımsal arazilerin ve toprak kalitesinin gelecekteki durumunun tahminine etki eden etmenlerin çokluğu nedeni ile oldukça belirsizdir. Bu nedenle, güncel veriler ile ortaya konulan vejetasyon-toprak fonksiyonu-ekosistem servisleri ilişkisi kullanılarak toprak fonksiyonları ve ekosistem servislerinin de gelecekte nasıl değişeceği ile ilgili yorum yapılabilecektir. Vejetasyon üzerinde yapılacak bu çalışmalar arazi kullanımına ve iklim değişikliğine bağlı olarak toprak kalitesinde meydana gelen değişkenlikleri gösterecek muhtemel indikatör bitkilerin belirlenmesine de katkı verebilecektir. Çalışmanın yedinci ve son amacı ise; sulak alanların sunduğu ekosistem servisleri, toprak kalitesi değerlendirmelerinin önemi ve arazi bozulması gibi konularda araştırmacılar, uygulayıcılar, tarımsal üretimi gerçekleştiren üreticiler (kullanıcılar) ve politikacılar gibi çeşitli gruplardan oluşan hedef gruplar arasında farkındalık oluşturmaktır. Bu amacı gerçekleştirebilmek için daha önce TOVAG 214 O 374 nolu proje kapsamında tesis edilen medalus-collesme.com adresinde yayın yapan web sitesini kullanarak proje ve kapsadığı konular hakkında bilgi paylaşımı yapılacaktır. Sulak alanların sunduğu ekosistem servisleri, toprak kalitesi değerlendirmeleri ve arazi bozulmaları konularında proje sahasından görüntülerin de yer alacağı toplam 5 adet broşür ile 3 adet poster hazırlanacak ve dağıtımları yapılacaktır. Son olarak; konunun önemini vurgulamak için ülkemizde konuya taraf olan kamu (bakanlıklar ve üniversiteler) ve sivil toplum örgütlerinden (TEMA, Doğa Koruma Derneği vb.) uzmanların yer alacağı bir çalıştay düzenlenecek ve bildiriler ile hazırlanacak ortak metin medalus-collesme.com adresinde yayınlanacaktır.