Türkiye ormanlarının karbon tutma kapasitelerine ait yersel ve zamansal değişimin makine öğrenme yöntemleri ile modellenmesi
Modeling the spatial and temporal dynamics of carbon sequestration capacity in Türkiye's forests using machine learning methods
- Tez No: 1020023
- Danışmanlar: PROF. DR. SEZGİN AYAN, PROF. DR. BÜLENT TURGUT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Ormancılık ve Orman Mühendisliği, Forestry and Forest Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kastamonu Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Orman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Türkiye, belirgin iklimsel, topoğrafik ve biyocoğrafik farklılıklar nedeniyle orman karbon dinamiklerinin mekânsal olarak güçlü biçimde değiştiği bir ülkedir. Bu dinamiklerin meşcere düzeyinde ve ulusal ölçekte bütüncül olarak modellenmesi, karbon süreçlerinin güvenilir biçimde ortaya konulması açısından önem taşımaktadır. Bu çalışmada, Türkiye ormanlarının Karbon Tutma Kapasitesi (KTK) ve Net Ekosistem Üretkenliğindeki (NEÜ) yersel-zamansal değişimi belirlemek amacıyla Orman Genel Müdürlüğü'nün (OGM) vatandaş kullanımına açık coğrafi bilgi sistemi portalından temin edilen 2.446.889 poligon kullanılmıştır. Bu çalışmada poligon, amenajman haritalarında sınırları tanımlanmış meşcere bölme ve bölmeciklerini ifade etmektedir. Bu veriler, MODIS MOD17A3HGF NBÜ ürününün 2000–2023 dönem ortalaması, SRTM sayısal yükseklik modeli ve yüksek çözünürlüklü iklim yüzeyleri ile bütünleştirilmiştir. KTK ve NEÜ ulusal ölçekte meşcere düzeyinde türetilmiş; NEÜ hesaplamasında ekolojik zonlara özgü heterotrofik solunum katsayıları kullanılmıştır. Ayrıca RF, CNN ve TabNet modelleri ortak eğitim-doğrulama bölünmesi üzerinde karşılaştırılmış; silvikültürel progresyon ve iklim senaryoları değerlendirilmiştir. Türkiye ormanlarında KTK değerleri 0,67–32,77 t C ha⁻¹ yıl⁻¹; NEÜ değerleri ise −4,15–30,97 t C ha⁻¹ yıl⁻¹ aralığında değişmiştir. NEÜ temelli sınıflandırmada orman alanlarının %40,54'ü güçlü yutak, %20,85'i orta yutak, %14,73'ü ise karbon kaynağı niteliğindedir. Welch ANOVA sonuçları, KTK varyansının yaklaşık üçte birinin ekolojik zon tarafından açıklandığını göstermiştir (η²ₚ = 0,315). En yüksek KTK Öksin-Kolşik kuşakta, en düşük KTK ise Doğu Anadolu Step ve Doğu Anadolu Yapraklı Orman kuşaklarında belirlenmiştir. Model doğrulama performansı her iki hedef değişken için RF > TabNet > CNN biçiminde sıralanmıştır. RF modeli doğrulama veri setinde KTK için R² = 0,8117 ve RMSE = 1,1085 t C ha⁻¹ yıl⁻¹, NEÜ için ise R² = 0,8087 ve RMSE = 1,0934 t C ha⁻¹ yıl⁻¹ değerlerine ulaşmıştır. Bağıl nem, yağış, sıcaklık ve yükselti en etkili sürücüler olarak öne çıkmıştır. Bulgular, Türkiye ormanlarının karbon dengesinin hidroiklimsel/topo-klimatik koşullar tarafından belirlendiğini, meşcere yapısal özellikleriyle düzenlendiğini ve iklim değişikliği senaryolarına duyarlı olduğunu ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Türkiye exhibits strong spatial variability in forest carbon dynamics due to its pronounced climatic, topographic, and biogeographical differences. Comprehensive modeling of these dynamics at both stand and national scales is important for reliably revealing forest carbon processes. In this study, 2,446,889 polygons obtained from the publicly accessible geographic information system portal of the General Directorate of Forestry (OGM) were used to determine the spatial and temporal variation of Carbon Sequestration Capacity (CSC) and Net Ecosystem Productivity (NEP) in Türkiye's forests. In this study, polygons refer to forest stand compartments and sub-compartments delineated in forest management maps. These data were integrated with the 2000–2023 mean MODIS MOD17A3HGF Net Primary Productivity (NPP) product, the SRTM digital elevation model, and high-resolution climatic surfaces. CSC and NEP were derived at the stand level on a national scale, while ecozone-specific heterotrophic respiration coefficients were used in NEP estimation. In addition, RF, CNN, and TabNet models were compared using a common training-validation partition, and silvicultural progression and climate scenarios were evaluated. CSC values in Türkiye's forests ranged between 0.67 and 32.77 t C ha⁻¹ yr⁻¹, whereas NEP values ranged between −4.15 and 30.97 t C ha⁻¹ yr⁻¹. According to the NEP-based classification, 40.54% of forest areas were classified as strong sinks, 20.85% as moderate sinks, and 14.73% as carbon sources. Welch ANOVA results showed that approximately one-third of the variance in CSC was explained by ecological zones (η²ₚ = 0.315). The highest CSC values were determined in the Euxine-Colchic zone, whereas the lowest CSC values were observed in the East Anatolian Steppe and East Anatolian Broadleaf Forest zones. Model validation performance for both target variables followed the order RF > TabNet > CNN. The RF model achieved validation performances of R² = 0.8117 and RMSE = 1.1085 t C ha⁻¹ yr⁻¹ for CSC, and R² = 0.8087 and RMSE = 1.0934 t C ha⁻¹ yr⁻¹ for NEP. Relative humidity, precipitation, temperature, and elevation emerged as the most influential drivers. The findings reveal that the carbon balance of Türkiye's forests is determined by hydroclimatic and topo-climatic conditions, regulated by stand structural characteristics, and sensitive to climate change scenarios.
Benzer Tezler
- 1981 Türkiye tarımsal yapısının önemli bileşenleri ve tarımsal bölgelerin elde edilmesi
Principle components of Turkey's agricultural structure and to determine agricultural rigions in 1981
İHSAN KARABULUT
- 1983 yılı trafik kaza istatistikleri değerlendirmesi
Başlık çevirisi yok
ŞÜKRÜ ÖZER
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
UlaşımGazi ÜniversitesiKazaların Çevresel ve Teknik Araştırması Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. RIDVAN EGE
- İş kazalarının Türk ekonomisi üzerine etkileri ve kömür madenciliği üzerine bir inceleme
Başlık çevirisi yok
MESUT ÖRMECİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Çalışma Ekonomisi ve Endüstri İlişkileriGazi ÜniversitesiKazaların Çevresel ve Teknik Araştırması Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. NACİ KINACIOĞLU
- Akaryakıtla çalışan endüstriyel tav fırınlarında yanma, sıcaklık ve basıncın optimum kontrolu
Optimum control of combustion temperature and pressure in industrial tempering furnaces working with fuel-oil
MEHMET EROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YÜCEL ERCAN