Analysis with spatial and statistical methods of the effects on land use and land cover change of climate change: The case of Beyşehir-Kaşaklı Sub-Basin

Doktora TeziSon yıllarda en güncel araştırma konuları arasında bulunan iklim değişikliği ve çevresel etkileri konusu giderek önemi artıran ve ivedilikle müdahale edilmesi gereken öncelikli problemlerden bir tanesidir. Dünya'nın oluşumundan beri doğal ve yapay sebeplerden dolayı yeryüzü büyük derecede çevresel zararlar görmüş ve sürecin sonucu olarak iklimsel değişimleri de beraberinde getirmiştir. Özellikle sanayi devriminin başlangıcı itibariyle ekseriyetle olarak fosil yakıt tüketimi, arazi kullanımında yaşanan olumsuz değişimler, ormansızlaştırma eğilimi ve artan sanayi süreçleri ile birlikte salınan sera gazlarının atmosferdeki birikimi gibi sadece doğal değil beşeri faktörlerin de sürece dahil olmasıyla müşterek bu değişim hızlanmıştır. Artan nüfus ve gelişen teknoloji ile yeryüzünün her geçen gün daha fazla zarar görmesi tüm canlılar için ciddi tehdit unsuru oluşturmakla birlikte ekolojik dengenin de giderek bozulmasına yol açmaktadır. Yaşam alanımız ve doğal mirasımız olan yeryüzünün arazi kullanımı ve arazi örtüsü (AKAÖ) özelliklerinin zaman içinde olumsuz değişim süreçleri ile karşı karşıya kalmasından dolayı, buna neden olan süreçlerin gelişimi ve önlenmesi çalışmalarını gerçekleştirmek adına ek bilgilere gereksinim duyulmuştur. Hızla gelişen teknoloji, bilginin önemi ve kullanımı konusunda yeni boyutların ortaya çıkmasına imkân sağlamıştır. Yeryüzünün değişimini anlamada ve bu değişim sonucunda karşılaşılacak problemlerin çözümünde doğru kararlar alabilmek, yeryüzü hakkında sağlıklı ve hızlı verilerin elde edilmesi, analiz edilmesi ve yorumlanmasıyla mümkündür. Son yıllarda hızlı ve dinamik olarak gerçekleşen zamansal değişimi tespit edebilmek için Uzaktan Algılama (UA) ve Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) teknolojilerinden yararlanılmaktadır. Bu teknolojilerin kullanıldığı en önemli uygulama alanlarından bir tanesi de uydu görüntüleri yardımıyla arazi kullanımı ve değişiminin belirlenmesidir. AKAÖ'nün zamansal değişiminin belirlenmesi sürdürülebilir arazi yönetimi için gerek planlama gerekse doğal çevrenin korunması açısından son derece önemlidir. Tez çalışmasının temel amacı, 1984-2018 yıllarını kapsayan 35 yıllık süreçte UA ve CBS tekniklerinden faydalanılarak Konya Kapalı Havzası'nın (KKH) dokuz alt havzasından biri olan Beyşehir-Kaşaklı Alt Havzası'na (BKAH) ait arazilerin sürdürülebilir yönetimi için iklim değişikliği etkenlerinin ve buna bağlı olarak AKAÖ'deki değişikliklerin araştırılmasıdır. Bu amaçla 1984, 1990, 1996, 2000, 2006, 2012, 2018 yıllarına ait Landsat uydu görüntüleri, yersel ölçümlerden elde edilen veriler ve meteorolojik istasyonlardan elde edilen sıcaklık ve yağış parametreleri ve diğer mekânsal altlık sayısal haritalar kullanılarak havzaya ait arazi kullanımı değişiklileri ile meteorolojik parametreler arasındaki ilişkinin istatiksel yöntemler kullanılarak değerlendirilmesi hedeflenmektedir. Bu ilişkinin değerlendirilmesi için hazırlanan tez çalışması, toplam 6 farklı odak konusu üzerine tasarlanmıştır. Bu amaçla tez çalışması kapsamında; I) BKAH'na ait Arazi kullanımı/örtüsü zamansal değişiminin uydu görüntüleri ile uzun periyotta (1985-2018) incelenmesi, II) Beyşehir Gölü kıyı sınır oransal değişimlerinin Digital Shoreline Analysis System (DSAS) tekniği ile zamansal ve geometrik olarak uzun periyotta (1985-2018) istatiksel yöntemler kullanılarak incelenmesi, III) BKAH'nın sürdürülebilir yönetimi için Çok Kriterli Karar Destek Sistemleri (ÇKKDS)'nden faydalanarak arazi kullanımı uygunluk analizlerinin gerçekleştirilmesi, IV) Beyşehir gölü ve çevresini kapsayan havza alanına ait uydu görüntüleri ve meteorolojik istasyonlardan elde edilen sıcaklık ve yağış parametreleri kullanılarak uzun periyotta (1970-2018) meteorolojik ve uydu tabanlı kuraklık analizlerinin gerçekleştirilmesi, V) Meteorolojik parametre kullanılarak gerçekleştirilen trend analizleri ile havzanın uzun periyotta (1970-2018) iklimsel parametrelerin eğilimlerinin istatiksel yöntemler kullanılarak tespit edilmesi, VI) son olarak elde edilen tüm analiz sonuçları ve paydaş görüşleri alınarak gerçekleştirilen SWOT analizi uygulamasını kapsamaktadır. Tez çalışması sonucunda iklim değişikliğinin arazi kullanımı ve arazi örtüsü üzerindeki etkilerinin hem mekânsal yöntemlerle hem de istatiksel olarak tespiti, araştırmacılar planlayıcılar gibi tüm kullanıcılar ve karar vericiler için daha somut sonuçların elde edildiğini kanıtlamıştır. Özellikle sürdürülebilir arazi yönetimi kapsamında oldukça sınırlı sayıda akademik çalışma bulunan BKAH'sının daha kapsamlı bir şekilde incelenmesi, kullanıcılar ve karar vericilerin gerçekleştireceği faaliyetler adına yol gösterici altlık bir envanter olması hedeflenmektedir.The issue of climate change and its environmental effects, which is among the most current research topics in recent years, is one of the priority problems that increase in importance and need to be intervened immediately. Since the formation of the world, the earth has suffered great environmental damage for natural and artificial reasons, and as a result of the process, it has brought climatic changes. Especially since the beginning of the industrial revolution, this change has accelerated with the inclusion of not only natural but also human factors, such as fossil fuel consumption, negative changes in land use, the tendency of deforestation, and the accumulation of greenhouse gases released into the atmosphere by increasing industrial processes. With an increasing population and developing technology, the fact that the earth is being damaged more and more every day not only creates a serious threat to all living things, but also leads to the deterioration of the ecological balance. Due to the fact that the land use and land cover (LULC) characteristics of the earth, which are our habitat and natural heritage, are faced with negative change processes over time, additional information was needed to carry out the studies for the development and prevention of the processes that cause this. Rapidly developing technology has allowed the emergence of new dimensions in the importance and use of information. Making the right decisions in understanding the change of the earth and solving the problems that will be encountered as a result of this change is possible by obtaining, analyzing, and interpreting healthy and fast data about the earth. In recent years, Remote Sensing (RS) and Geographic Information Systems (GIS) technologies have been used to detect rapid and dynamic temporal changes. One of the most important application areas where these technologies are used is the determination of land use and change with the help of satellite images. Identifying the temporal variation of LULC is extremely important for sustainable land management, both in terms of planning and protection of the natural environment. The main purpose of the thesis is to investigate the factors of climate change and the changes in LULC due to these effects on the sustainable management of lands belonging to the Beyşehir-Kaşaklı Sub-Basin (BKAH), which is one of the nine sub-basins of the Konya Closed Basin (KKH), utilizing RS and GIS techniques in the 35-year period covering 1984–2018. For this purpose, Landsat satellite images of 1984, 1990, 1996, 2000, 2006, 2012, and 2018, data obtained from terrestrial measurements, temperature and precipitation parameters obtained from meteorological stations and other spatial base digital maps were used. It is aimed to evaluate the relationship between land use changes in the basin and meteorological parameters by using statistical methods. The thesis study, which was prepared to evaluate this relationship, was designed on a total of six different focus topics. Within the scope of this thesis; I) Investigation of land use/cover temporal variation of BKAH's with satellite images over a long period (1985-2018), II) Investigation of the coastal boundary proportional changes of Beyşehir Lake with the Digital Shoreline Analysis System (DSAS) technique, using statistical methods over a long period of time (1985-2018), temporally and geometrically, III) Carrying out land use suitability analyses by utilizing Multi-Criteria Decision Support Systems (MCDS) for the sustainable management of BKAH's, IV) Performing long-term (1970-2018) meteorological and satellite-based drought analyzes using satellite images of the basin area covering Beyşehir Lake and its surroundings, and temperature and precipitation parameters obtained from meteorological stations, V) Using statistical methods, determining the trends of climatic parameters in the basin over a long period (1970-2018), with trend analysis using meteorological parameters. VI) covers the SWOT analysis application, which is carried out by taking all the analysis results and stakeholder opinions. As a result of the thesis study, the determination of the effects of climate change on land use and land cover both by spatial methods and statistically has proven that more concrete results are obtained for all users, such as researchers, planners, and decision-makers. It is intended to be a guiding base inventory for all users and decision-makers activities, particularly in the context of sustainable land management, which has a limited number of academic studies