Akdeniz bitkilerinin yangınla olan ilişkisinin incelenmesi ve yangın efemerallerinin tespiti

Rufford Small Grant ve Hacettepe Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi Fire is an important force on the plant communities of Mediterranean-type ecosystems. In this study, we aimed to assess the drivers of plant diversity and to determine fire-dependent species after a forest fire in 2013 in Milas district of Muğla province (Turkey) in the eastern Mediterranean Basin. By conducting field studies, we determined plant diversity in the recently burned site and surrounding habitats (old-burned site, Turkish Red Pine forest, and roadside habitat) during the first year after the fire Germination response of the members of the post-fire flora to fire-related cues was tested. Seeds belonging to 94 taxa were subjected to aqueous smoke solutions in different concentrations (1:1, 1:10, 1:100), and their germination were compared to the control (distilled water). Seeds of 29 Fabaceae taxa were subjected to heat shocks in various intensities (60 °C, 80 °C, 100 °C, 120 °C, 140 °C, 5 min.) and mechanical scarification to determine their germination in response to these cues. Germination response of Chaenorhinum rubrifolium (Plantaginaceae), a species only found in the recently burned site, to heat shock, smoke, and chemicals in smoke (karrikinolide, mandelonitrile ve nitrate) were examined in detail. The recently burned site had greater plant diversity than other habitats in the study. We identified 80 unique taxa only found in the recently burned site among the 362 plant taxa collected in the study. Evidence for heat shock-, smoke-, and light-stimulated germination were obtained in many taxa found in the recently burned site in germination experiments. In this study, several candidate taxa for fire ephemerals were proposed for the eastern Mediterranean Basin. The findings revealed that more studies are needed to determine the relationship between fire and plant species found in post-fire flora in the Mediterranean Basin. The results of the study supports the idea that fire is a significant force shaping plant traits and plant community structure in the Mediterranean Basin. ÖZET i ABSTRACT iii TEŞEKKÜR v İÇİNDEKİLER vi 1. GİRİŞ 1 1.1. Yangının oluşum mekanizmaları, Yangının evrimsel tarihi, Yangının görüldüğü ekosistemler 1 1.2. Bitkilerin yangına uyarlanan karakterleri 2 1.2.1. Yeniden sürgün verme 3 1.2.2. Yangınla uyarılan çimlenme 3 1.2.3. Serotinlik 4 1.2.4. Kalın kabukluluk ve Kendiliğinden budanma 5 1.2.5. Yanıcılık 5 1.2.6. Yangınla uyarılan çiçeklenme 6 1.3. Tohum bankası, yangın ve çeşitlilik 6 1.4. Tez kapsamında yapılan çalışmalar 7 2. YANGININ MİLAS YÖRESİ (MUĞLA) PINUS BRUTIA (KIZILÇAM) ORMANLARINDA BİTKİ KOMÜNİTESİ ÜZERİNE ETKİSİ VE YANGINA YÜKSEK DERECEDE BAĞIMLI TÜRLERİN BELİRLENMESİ 9 2.1. Giriş 9 2.2. Yöntem 13 2.2.1. Arazi çalışmasının kurgusu 14 2.2.2. Parseller ve şerit transektler içinde gerçekleştirilen çalışmalar 18 2.2.3. Bitki toplama, kurutma ve teşhis yöntemleri 19 2.2.4. Veri seti oluşturulması 20 2.2.5. Analiz 20 2.3. Bulgular 23 2.4. Tartışma 52 3. DUMAN VE IŞIĞIN AKDENİZ HAVZASI’NDA YAYILIŞ GÖSTEREN 94 BİTKİ TAKSONUNUN ÇİMLENMESİ ÜZERİNE ETKİSİ 58 3.1. Giriş 58 3.2. Yöntem 60 3.2.1. Tohumların toplanması, ayıklanması ve muhafazası 60 3.2.2. Duman solüsyonunun hazırlanması 60 3.2.3. Uygulanma şekli ve kontrol grubu 61 3.2.4. Çimlenme kontrolü, canlılık testi 63 3.2.5. Verilerin analizi 63 3.3. Bulgular 65 3.4. Tartışma 77 4. AKDENİZ FABACEAE TÜRLERİNDE SICAKLIK ŞOKU İLE UYARILAN TOHUM ÇİMLENMESİ 81 4.1. Giriş 81 4.2. Yöntem 84 4.2.1. Tohumların Toplanması, Ayıklanması ve Muhafazası 84 4.2.2. Sıcaklık şoku, Mekanik Zedeleme ve Kontrol Grupları 84 4.2.3. Çimlenme Koşulları ve Çimlenmelerin İzlenmesi 85 4.2.4. Verilerin Değerlendirilmesi ve İstatistiksel Analizler 86 4.3. Bulgular 88 4.4. Tartışma 94 5. ÇOK SAYIDA YANGINLA İLİŞKİLİ UYARANIN TEK YILLIK NADİR YAYILIŞLI AKDENİZ BİTKİ TÜRÜ Chaenorhinum rubrifolium’un (PLANTAGINACEAE) ÇİMLENMESİ ÜZERİNE ETKİSİ 98 5.1. Giriş 98 5.2. Yöntem 101 5.2.1. Çalışma alanı ve türün seçilmesi 101 5.2.2. Tohumların toplanması, ayıklanması ve muhafazası 101 5.2.3. Deney tasarımı 103 5.2.3.2. Deney 1: Sıcaklık şoku ve mekanik zedelemenin etkisi 103 5.2.3.3. Deney 2: Duman çözeltilerinin etkisi 103 5.2.3.4. Deney 3: Duman içerisindeki kimyasalların, azotlu bileşiklerin ve giberellik asitin etkisi 104 5.2.3.5. Deney 4: Uygulama kombinasyonlarının etkisi 105 5.2.3.6. Gerçekleştirilen ek deneyler 105 5.2.3.7. Çimlenme sürecinin izlenmesi ve canlılık testi 106 5.2.4. İstatistiksel analizler 106 5.3. Bulgular 108 5.4. Tartışma 115 6. GENEL TARTIŞMA 119 KAYNAKLAR 123 EKLER 143 ÖZGEÇMİŞ 162 Yangın, Akdeniz tipi ekosistemlerde bitki komünitesi üzerinde etkili olan önemli bir kuvvettir. Bu tez kapsamında, Türkiye'nin Doğu Akdeniz Havzası'nda yer alan Muğla İli Milas İlçesinde 2013 yılında çıkmış olan bir orman yangını sonrasında bitki çeşitliliğini ortaya çıkaran nedenlerin belirlenmesi ve yangına yüksek derecede bağımlı türlerin varlığının tespit edilmesi amaçlanmıştır. Yangın sonrası birinci yıl boyunca, yeni yanmış alan ile civarında bulunan diğer habitatların (eski yanmış alan, Kızılçam ormanı ve yol kenarı habitatı) bitki çeşitliliği arazi çalışmaları ile belirlenmiştir. Yangın sonrası florada bulunan bitkilerin, yangınla ilişkili uyaranlar kullanılarak çimlenmeleri test edilmiştir. Farklı konsantrasyonlardaki (1:1, 1:10, 1:100) sıvı dumana maruz bırakılan 94 taksona ait tohumların çimlenmesi, damıtık suda bekletilen kontrol grubuyla karşılaştırılmıştır. Fabaceae familyasına ait 29 taksonun tohumları farklı şiddette sıcaklık şoklarına (60 °C, 80 °C, 100 °C, 120 °C, 140 °C, 5 dak.) ve mekanik zedelemeye maruz bırakılarak çimlenme cevapları incelenmiştir. Sadece yeni yanmış alanda bulunan Chaenorhinum rubrifolium (Plantaginaceae) türünün sıcaklık şoku, duman ve duman içerisindeki kimyasallara (karrikinolid, mandelonitril ve nitrat) karşı çimlenme cevabı ayrıntılı olarak incelenmiştir. Yeni yanmış alan, incelenen tüm habitatlar içerisinde tür çeşitliliği en yüksek alan olarak bulunmuştur. Çalışmada tespit edilen 362 bitki taksonu arasından 80’inin sadece yeni yanmış alanda bulunduğu tespit edilmiştir. Ayrıca çimlenme deneyleri sonucunda, yeni yangın alanında bulunan çok sayıda taksonda dumanla, sıcaklık şokuyla ve ışıkla uyarılan çimlenmeye dair kanıtlar elde edilmiştir. Bu çalışma sonucunda, Doğu Akdeniz Havzası'nda yangına yüksek derecede bağımlı efemeral bitki taksonu adayları belirlenmiştir. Elde edilen bulgular, Akdeniz Havzası’nda yangın alanlarında yer alan türlerin yangınla olan ilişkilerine dair daha çok sayıda çalışma yapılması gerektiğini ortaya çıkarmıştır. Çalışmadan elde edilen sonuçlar, yangının Akdeniz Havzası'nda bitki karakterlerini ve bitki komünite yapısını şekillendiren önemli bir kuvvet olduğu görüşünü desteklemektedir.