Artım ve büyümeyi meydana getiren ana etmenlerden birisi de Yetişme ortamı “Yetişme muhiti” olup mevki, iklim ve toprak elemanlarının ortaklaşa etkisini kapsamaktadır (Eler ve Carus, 2006). Ormancılıkta yetişme ortamı verimliliği, diğer bir ifade ile meşcere verim gücü, belirli bir işletme rejimi ve tür için ilgilenilen ortamdaki üretim miktarı (Skovsgaard ve Vanclay, 2008) ya da meşcerelerin büyüyüp geliştiği ortamın verimliliğini, hasılat ve üretim gücünü ortaya koyan bir terim olarak tanımlanmaktadır (Eraslan, 1982; Çatal, 2009; Şenyurt, 2011).
Orman işletmelerinin planlanabilmesi için meşcerelerin özelliklerinin bilinmesi gerekir. Bunun için ise, meşçerenin hangi yaşta ne kadar üretim yapabileceğinin tespiti büyük önem taşımaktadır (Günel, 1982). Çünkü yetişme ortamı verim gücünün bilinmesiyle orman işletmelerdeki mevcut hasılat tahmin edilebilecek ve meşcerenin olması gereken yapıdan ne kadar uzakta olduğu belirlenebilecektir. Böylece meşcereye yapılacak müdahalelerin çeşit ve şiddeti de ortaya konulabilecektir. Bu yüzden, ormancılık çalışmalarında araştırma konusu olan
16
meşcerelerdeki hacim ve hacim elemanlarını yetişme ortamı verimliliği ile ilişkiye getirebilmek için, bonitet derecelerini veya endekslerini bilmek gerekmektedir (Fırat 1972; Saraçoğlu, Ö.,1988; Şenyurt, 2011).
Yetişme ortamı verim gücünün belirlenmesinde kullanılan yöntemler, “Yetişme Ortamı Özelliklerinden Yararlanan (Doğrudan)” ve “Meşcere Özelliklerinden Yararlanan (Dolaylı)” yöntemler olmak üzere iki gruba ayrılmaktadır (Şekil 1; Günel, 1982). Ancak, yetişme ortamı veriminin; mevki, iklim ve toprak faktörlerinin her birine göre belirlenmeye çalışılması, araştırmayı içinden çıkılmaz bir hale getirebilmektedir (Eler ve Carus, 2006).
Şekil 1. Yetişme ortamı verim gücünün belirlenmesinde kullanılan yöntemler (Günel, 1982) Yetişme Ortamı Özelliklerinden Yaralananan (Doğrudan) Yöntemler Toprak Özelliklerinden Yararlananlar İklim Özelliklerinden Yararlananlar Toprak Florasından Yararlananlar Meşcere Özelliklerinden Yaralananan (Dolaylı) Yöntemler Eşit Yaşlı Meşcerelerde Kullanılan Yöntemler Anamorfik Eğriler Yöntemi Polimorfik Eğriler Yöntemi Kombine Yöntem Değişik Yaşlı Meşcerelerde Kullanılan Yöntemler
Flury’nin Çap Sınıfları Yöntemi
Mittscherlich’in Çap- Çap Artımı İlişkisine Dayanan Yöntem Ağaçların Baskıdan Kurtulduktan Sonraki
Yaş-Boy İlişkisine Dayanan Yöntem
17
Bir meşcerenin yetişme ortamı verim gücünü tam olarak belirlemede, doğrudan yöntemlerin hiçbiri tek başına bir yeterli olmamaktadır. Çünkü bir meşcerenin verim gücü, tüm ekolojik etmenlerin karmaşık bir fonksiyonudur. Bu yüzden uygulamada genellikle, meşcere öğelerinden yararlanan (dolaylı) yöntemler kullanılmaktadır (Kapucu ve ark., 2002).
Eşit yaşlı meşcerelerde; meşcere orta çapı, meşcere göğüs yüzeyi ve meşcere orta boyu, yapılan müdahalelerden kolay etkilenebildiklerinden; meşcere hacmi ise belirlenmesinin zor oluşu ve tam doğru tespit edilemeyişinden dolayı meşcere verim gücünü belirlenmesinde yetersiz kalmakta ve tercih edilmemektedir. Meşcere üst boyu ise aralamaların türü, şiddeti ve tekrarlanmasından en az etkilenen ve yetişme ortamının boniteti ile aralarında çok güçlü bir ilişki bulunduğu için tercih edilen meşcere karakteristiğidir (Eraslan, 1982; Eler ve Carus, 2006). Ayrıca, hâkim ağaçlara ait olan meşcere üst boyu meşcere sıklığından bağımsız olup genellikle yetişme ortamı verim gücünün belirlenmesinde kullanılmaktadır (Monserud, 1984; Tewari ve Singh, 2009).
Meşcerede boy gelişimi üzerinde etkili olan yaşı sabit tutmak için de, “standart yaş” olarak adlandırılan belirli bir yaştaki üst boy değeri, yetişme ortamı verim gücünün göstergesi “bonitet endeksi” olarak kullanılmaktadır (Kalıpsız, 1998). Bu yüzden; ormancılıkta genellikle, yetişme ortamı verim gücünü en doğru bir şekilde tespit edebilmek için, hâkim (üst) boy/bonitet endeksi ilişkisine güvenilmektedir (Diéguez- Aranda ve ark., 2005). Buna bağlı olarak da yetişme ortamı verim gücünün en belirgin göstergesi olarak, yaş-boy ilişkisi yaygın biçimde kullanılmaktadır (Clutter ve ark., 1983; Carmean ve Lenthall, 1989; Kahriman, 2011). Dolayısıyla yetişme ortamı kalitesini dolaylı yoldan tahmin etmenin en temel yolu; hâkim ağaçların boy büyümesine dayalı olan bonitet endeks modelleridir (Carmean, 1975; Goelz ve Burk, 1992; Ciewzewski ve Bailey, 2000; Gea-Izquierdo ve ark., 2008). Klasik bonitetleme yöntemlerinde bir standart yaş seçilip bu yaşa bağlı olarak, bonitet endeks tabloları oluşturulduğu için, farklı standart yaşlar için tahminler yapılamamaktadır (Harrison ve ark., 2002). Standart yaş değeri olarak, genelde 30, 40, 50 veya 100 yıl gibi farklı yaş değerleri alınabiliyorken, ülkemizde değişiklik göstermekle birlikte uzun idare süreli türlerde (Doğu Ladini, Sarıçam, Karaçam, Kayın vb.) genellikle 100 yıl ve kısa idare süreli türlerde (Kızılçam, Kızılağaç, Dişbudak ve Kestane vb.) ise genellikle 50
18
yıl alınmaktadır (Kalıpsız, 1998; Kapucu ve ark., 1999). Ancak, bu durumun yöreye ve yapılan çalışmanın amacına göre değişebildiği görülmektedir.
Bonitet endeks eğrilerinin oluşturulması için; geçici örnek alanlardan elde edilen meşecere yaşı ve üst boy değerleri, seçilmiş olan örnek alanlardaki hâkim ağaçların periyodik olarak ölçülen boy değerleri, hâkim ağaçlarda gövde analizi yapılarak elde edilen yaş ve boy değerleri olmak üzere üç farklı şekilde veri elde edilebilmektedir (Clutter ve ark., 1983). Değişik şekillerde veri elde edilmesinin ardından çeşitli yöntemlerle bonitet endeks eğrileri ve değerleri bulunarak bonitet endeks tabloları düzenlenmektedir. Mesela, sadece örnek alan verilerini esas alan yöntem anamofik; hâkim ağaçlarda yapılan gövde analizini esas alan yöntem ise polimorfik yöntemdir (Günel, 1982).
Anamorfik yöntem, uygulanmasının kolay olması sebebiyle büyük ölçüde kabul görmüştür. Ancak bu yöntem; bonitet eğrilerinin, kılavuz eğri olarak adlandırılan tek bir eğriye orantılı olarak oluşturulmaları, hem iyi hem de kötü bonitetlerde aynı trendde seyretmesi ve ayrıca standart yaştaki boy farkı oranlarının, diğer tüm yaşlarda da aynı olması gibi büyüme kanuniyetlerine aykırı olan varsayımlara dayanmaktadır (Günel, 1982). Polimorfik yöntem ise, münferit ağaçlardan elde edilen gövde analizi verilerine dayanması sebebiyle tek ağaçların boy gelişimleri üzerinden meşcereye ait yetişme ortamı verim gücü sınıflamasının yapılması gibi bir sakıncaya sahiptir (Akalp, 1978b). Ancak polimorfik yöntem, farklı yetişme ortamı verim gücündeki eğrilerin, form olarak birbirinin benzeri olmamaları (polimorfizm) ve farklı yaşlardaki boy oranlarının farklı olması gibi biyolojik olarak daha gerçekçi özelliklere sahip olduğu için uygulanabilir görülmektedir (Günel, 1982). Bu özelliklerinden dolayı, bonitet endeks eğrilerinin oluşturulmasında, polimorfik yöntem, anamorfik yönteme göre; meşcere boy gelişmesini ve dolayısıyla yetişme ortamı farklılıklarını daha iyi yansıtmaktadır (Spurr, 1952; Carmean, 1979; Parreseol ve Vissage, 1998; Ercanlı ve ark., 2014).
Gövde analizi tekniği ile hâkim ağaçlardan elde edilen yaş-boy verilerine bağlı olarak, verim güçlerine göre her bir verim gücü sınıfı için ayrı ayrı yaş-boy ilişkileri ve modelleri elde edilebilmektedir. Elde edilen bu eğriler polimorfik olmaktadır (Gadow ve Hui, 1999). Çünkü bu modeller, farklı verim güçlerine ait farklı ağaçların
19
yaş-boy verilerinden yararlanarak birbirinden bağımsız bir şekilde oluşturulmuşlardır ve şekilleri itibari ile farklık gösterebilmektedirler. Ancak bu şekilde, her bir verim gücü sınıfı için ortalamayı temsil eden bonitet eğrileri elde edilmektedir ve Ercanlı (2010)’nın da belirttiği gibi; bonitet sınıflarının tam ortasına denk düşmeyen meşcerelerin bonitet endekslerinin hesaplanmasında, en yakın iki endeks eğrisinden yararlanılarak enterpolasyon yapılmaktadır. Bu bakımdan, farklı verim gücü sınıflarındaki bonitet endeks eğrileri birbirine göre polimorfik bir özellik göstermelerine karşın, her bir bonitet sınıfı içindeki (I.-III veya I.-V. bonitet sınıfları için) bonitet eğrisi, anamorfik bir özellik göstermektedir. Çünkü bu eğriler, bonitet sınıfının ortalamasını temsil eden modeli referans alarak enterpolasyonla elde edilirler. Klasik polimorfik yöntemde, bonitet endeks eğrileri; ağaçların belirli kesit yüksekliklerine ulaştıkları süreleri gösteren, kesit yüksekliğini aldığı yıl sayısının bir fonksiyonu olarak geliştirilmektedir [h= f (t)]. Ayrıca, bonitet endeks eğrilerinin tümüyle polimorfik olmaları için; kesit yüksekliğini aldığı yıl değişkenine ek olarak, bu ağaç hangi verim gücünde ise o verim gücüne ilişkin bonitet endeks göstergesinin bir fonksiyonu olarak geliştirilmeleri gerekmektedir. Özellikle, 2 değişkenin fonksiyonu olarak geliştirilen bu modellere, bonitet endeks modelleri (site index models) adı verilmektedir. Bonitet endeks modellerinde, herhangi bir verim gücü için üst boy değerleri, ağaç yaşı ve ilgili verim gücü eğrisine ilişkin bonitet endeks göstergesinin fonksiyonu, [h=f(t,S)], olarak tahmin edilir (Ek, 1971; Payandeh, 1974; Monserud, 1984; Biging, 1985; McDill ve Amaties, 1992, Ercanlı, 2010).
Görüldüğü gibi bu yöntemlerde, meşcere üst boyu ile kılavuz eğri yaklaşımına dayanılarak geliştirilmiş bonitet endeks tablolarının yardımıyla bonitet sınıflaması yapılmaktadır. Bu yaklaşımın dezavantajları, standart yaşa bağlı olunması ve kılavuz eğri değerinden hareket edilerek enterpolasyon yoluyla diğer bonitet sınıflarının tahmin edilmesidir. Günümüzde bütün bu eksiklikler fark edilerek kılavuz eğri yaklaşımından daha üstün olan yeni yaklaşımlar geliştirilmiştir. Standart yaşın istenen biçimde değiştirilmesiyle boy tahminlerinin bundan etkilenmesini engelleyen bu yeni yaklaşım, “Farklı Denklemler Yaklaşımı Yöntemi (The Difference Equation Method)” olarak adlandırılmaktadır. Farklı Denklemler Yaklaşımı Yönteminin ilki olan “Cebirsel Fark Yaklaşımı (CFY) The Algebraic Difference Approach (ADA)”, ilk olarak Bailey ve Clutter (1974) tarafından geliştirilmiştir. Bu yöntemde öncelikle,
20
meşcerelerin boylanma eğrisine uygun bir temel büyüme fonksiyonu seçilmekte; daha sonra mevcut büyüme fonksiyonu, seçilen tek parametresine bağlı olarak cebirsel olarak yeniden düzenlenmektedir. ADA yönteminde asimptot parametresine göre yapılan cebirsel düzenleme ile çok asimptotlu - anamorfik, polymorfizm parametresine göre yapılan cebirsel düzenleme ile ise tek asimptotlu - polimorfik şekilli bonitet endeks modelleri üretilmektedir. Ancak bonitetlemede; hem polimorfik hem de çok asimptotlu bonitet endeks eğrileri üretilmek isteniyorsa; seçilen temel büyüme fonksiyonunun, bir değil, iki parametresine bağlı olarak cebirsel düzenlemelerin yapılması gerekmektedir (Wang ve ark., 2008; Subedi ve ark., 2009). Bunun için de bonitet endeks modellerinde iki parametrenin cebirsel olarak düzenlendiği, Farklı Denklemler Yaklaşımı Yönteminin ikincisi olan, “Genelleştirilmiş Cebirsel Fark Yaklaşımı (GCFY) Generelized Algebraic Difference Approach (GADA)”, Cieszewski ve Bailey (2000) tarafından geliştirilmiştir (Kahriman, 2011). ADA ve GADA ile elde edilen bonitet endeks modelleri, özellikle; farklı standart yaş değerleri için tahminler sunmalarından dolayı “dinamik bonitet endeks modelleri (dynamic site equations)” olarak da adlandırılmaktadır (Diéguez-Aranda ve ark., 2006; Cieszewski ve ark., 2007; Benito ve ark., 2008). ADA ve GADA ile elde edilmiş bonitet endeks modelleri; yaş-boy ilişkilerinin, verim gücüne bağlı olarak değişimlerine ilişkin beklenen büyüme yasaları ile uyumlu sonuçlar verme konusunda oldukça başarılıdırlar.
Cieszewski ve Bailey (2000); verim gücüne bağlı olarak, yaş-boy ilişkisinde büyüme kanuniyetlerine uygun beklenen değişim özeliklerini şu şekilde ifade etmiştir;
Bonitet endeks eğrilerine ilişkin trendin iyi ve kötü bonitet sınıfları için birbirinden farklı olması (Polimorfizm),
Bonitet eğrilerine ilişkin maksimum boy değerlerinin yetişme ortamı verim gücüne göre değişmesi (Çoklu asimptot),
Eğrilerin maksimum boya ulaşma sürelerinin, verim gücü iyileştikçe azalması,
21
Eğrilerin geniş S harfi biçimli bir trend izlemesi,
Boy artımlarının maksimuma ulaşma sürelerinin yetişme ortamı verim gücü iyileştikçe küçülmesidir (Ercanlı, 2010).
Ancak, ADA yönteminde tek değişkene göre kısmi türev alındığı için; yaş-boy ilişkisinde polimorfizm ve çoklu asimptot şartlarının yalnızca birini sağlayabilmekte ve bu yüzden yetersiz kalabilmektedir. Çünkü çoklu asimptot özelliği sağlanamadığı takdirde, bonitet endeks eğrileri, ileriki yaşlarda birbiriyle kesişebilmektedir.
Günümüze kadar, ağaç türümüzle ilgili yapılan birçok araştırmada; yetişme ortamı verim gücünün belirlenmesi konusu da araştırılmıştır. Kızılçamda ise bugüne kadar; Alemdağ (1962), Usta (1991), Yeşil (1992), Erkan (1995) ve Çatal (2009), tarafından bonitet endeks tabloları ve modelleri oluşturulmuştur. Bu çalışmalarda anamorfik ya da polimorfik yöntem kullanılmıştır. Ancak Kızılçam meşcereleri için bonitet endeks değerlerinin belirlenmesinde ADA veya GADA yöntemleri henüz kullanılmamıştır.