Modelling of the effect of climate change on wheat yield in thrace region with AquaCrop and WOFOST models

Since climate change will adversely affect the agricultural sector as well as many other sectors, the effects of climate change on agricultural production should be estimated and necessary measures should be taken. The aim of this study is to determine the effect of climate change on wheat yield in the short (2020-2030), medium (2046-2055) and long (2076-2085) term periods in the Thrace Region using AquaCrop and WOFOST models. RegCM3 Regional Climate Model, reference and A2 scenario outputs were used to predict climate change. In the 1970- 1990 period, the measured temperature and precipitation data measured in the research area were compared with the model reference data and changes were estimated in the short, medium and long term periods. Wheat yields obtained from farmer fields in three different locations (Akincilar, Sofular, Çövenli) in Çorlu Pinarbasi sub-basin in 2016-2017 growing period were compared with the model prediction in order to do the calibration and yields were forecasted in the future periods. As a result, in the short term, an average 0.27°C decrease in temperature were forecasted whereas 1,43 °C and 3,05 °C increase were estimated for medium and long terms, respectively when compared to model reference years. In total rainfall, 87 mm (13%) increase, 91 mm (14%) and 78 mm (12%) decreases were simulated for the short, medium and long-terms. AquaCrop Model predicted yield increases up to 50% in Akincilar and Çövenli and yield decreases of 6% - 34% in Sofular whereas WOFOST Model predicted increases of 40% in Akincilar and 12% in Sofular and decrease up to 2 - 7% in Çövenli. © 2020 Namik Kemal University - Agricultural Faculty. All rights reserved

Uzun Yıllık Sıcaklık Verilerindeki Değişim Trendinin Tarımsal Kuraklık Açısından Değerlendirilmesi: Çorlu Örneği

Bu araştırma kapsamında Tekirdağ-Çorlu ilçesine ait 1970-2010 yılları arasındaki uzun yıllık sıcaklık değerlerinin zamansal olarak değişim durumunun izlenmesi gerçekleştirilmiş ve elde edilen verilerin kuraklık gidişatı açısından değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Uzun yıllık minimum, ortalama ve maksimum sıcaklık değerleri mevsimsel ve yıllık bazda, Mann Kendall, Spearman’ın Rho Testi, Mann-Kendall Mertebe Korelâsyon Testi ve Sen’in Trend Eğim Metodu testlerine tabi tutulmuşlardır. Sonuçta sıcaklıkların bölgede uzun yıllar bazında artan bir trend eğilimi oluşturduğu belirlenmiş ve bu durumun uzun dönemde tarımsal üretimi olumsuz yönde etkileyeceği kanaatine varılmıştır

effect Of Earlier Snowmelt To Streamflow Timing In The Euphrates And Tigris Basin Rivers

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Avrasya Yer Bilimleri Enstitüsü, 2009Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Eurasia Institute of Earth Sciences, 2009Bahar aylarındaki kar erimeleri Fırat ve Dicle havzalarındaki nehirler için en önemli su katkısıdır. Eğer iklim değişirse bu katkı da değişebilir. 1970-2007 tarihleri arasındaki 40 yıla yakın zaman diliminde bu bölgedeki nehirlerin akım zamanlarında bahar kar erimelerindeki kaymadan dolayı öne çekilme gerçekleşmiştir. Merkez zaman metodu kullanılarak bu kayma değerlerinin ne kadar olduğu tespit edilmiştir. Nehir akımlarındaki bu değişimler bölgedeki yağış ve sıcaklık salınımlarından kaynaklanıyor. Mann-Kendall trend testi ile yapılan eğilim analizinde bu azalışın anlamlılık seviyesine çok yakın olsa da belirli yılllarda anlamlılığı yakaladığı gözüküyor. Dikkati çeken önemli özelliklerden biri ise Türkiye ve Dünya' sıcaklık artışlarının aynı zaman diliminde olmamasıdır. Dünya'da bu artışın 1960'lı yıllardan itibaren başlaması, Türkiye'de ise 1990'lı yıllardan sonra meydana gelmesidir. Bu durum nehir akım merkez zamanını da etkilemektedir. Ayrıca 1972-1988 ve 1990-2006 yıllarına ait iki farklı periyotta merkez zaman günlerinin 1990-2006 yılında 1972-1988 periyoduna göre sekiz istasyon için 2 ila 8 gün arasında öne çekildiği gözlemleniyor. Bu değerlerin gün olarak ne kadar anlamlı olduğu ise T-test istatistiği ile yapılan analizler sonucu ortaya çıkmıştır.Spring snowmelt is the most important contribution of many rivers in Euphrates and Tigris basins. If climate changes, this contribution may change. A shift in the timing of springtime snowmelt towards earlier in the year already is observed during 1970-2007 in many rivers. A shift in the timing was calculated by using center time method. Streamflows change is related to regional temperature and precipitation. Streamflows center time has significant level in some years. 8 stations are subjected to Mann-Kendall trend analyses. Some years center times have a decreasing trend. One of the other important thing Turkey and Globe warming trend periods are not the same in the years. Warming starts in spite of in the world at the end of the 1960, Turkey warming is at the beginning of 1990. Center times was observed to 1972-1988 and 1990-2006 periods, so 1990-2006 period is earlier 2 or 8 days compared to 1972-1988 period for eight stations. These days are analysed to understand which stations have significant level by using T-test statistic.Yüksek LisansM.Sc

Determination of land use/land cover change and its effect on water resources: A case study of Ergene river basin

Arazi kullanım/arazi örtüsü değişikliği, iklim değişikliğine neden olurken; her ikisi birlikte su kaynaklarını olumsuz yönde etkilemektedir. Bu çalışmanın amacı; Trakya Bölgesi’nde yer alan Saray, Çorlu, Çerkezköy, Muratlı ve Lüleburgaz ilçeleri arasındaki sıcak nokta (hot spot) bölgesinde i) 1990 ve 2014 yılları arasındaki arazi kullanım/arazi örtüsü değişimlerini ve farklı senaryolara göre 2023, 2030, 2050 yılları için arazi kullanım/arazi örtüsü değişikliğini belirlemek; ii) geleceğe yönelik arazi kullanım/arazi örtüsü değişikliği ile birlikte olası iklim değişikliğinin su kaynaklarına (kantitatif) etkisini ortaya koymak; iii) sektörler arası su tahsisinin mevcut (2015) ve gelecekteki durumunu (2023-2030) belirlemek; ve iv) taşkın riskine karşı duyarlı alanları belirlemektir. 1990 ve 2014 yılları arasındaki arazi kullanım/arazi örtüsü değişimleri, Sınıflandırma Sonrası Karşılaştırma Tekniği ile; geleceğe yönelik arazi kullanım/arazi örtüsü değişikliği ise CLUE-S modeli ile belirlenmiştir. 2016-2099, 2020-2039 ve 2040-2059 yılları arasındaki sıcaklık ve yağışta meydana gelebilecek değişikliklerin tahmininde RegCM3 Bölgesel İklim Modeli (A2 senaryosu) çıktılarından faydalanılmıştır. Arazi kullanım/arazi örtüsü değişikliği ve iklim değişikliğinin araştırma bölgesinin bir alt havzası olan Bakırca Havzası’nın su bütçesine etkisi SWAT modeli ile belirlenmiştir. Sektörel su tahsisinde WEAP modelinden faydalanılırken, taşkın ve sel riski duyarlılığının belirlenmesinde Çok Kriterli Karar Verme Analizi kullanılmıştır. 1990 ve 2014 yılları arasında en fazla artışın 4813,11 ha (%111,68) ile yerleşim alanlarında, en fazla azalışın ise 7409,25 ha (%5,73) ile tarım alanlarında olduğu belirlenmiş ve bu eğilimlerin gelecek için de devam edeceği sonucuna varılmıştır. Bakırca Havzasında, 2020-2039 yılları arasında, kış ve ilkbahar mevsimlerindeki ortalama akımlarda sırasıyla %96 ve %161 artış olacağı; yaz ve sonbahar mevsimlerinde ise, sırasıyla %5 ve %29 azalış olacağı hesaplanmıştır. 2040-2059 yılları arasında kış ve ilkbahar mevsimlerindeki ortalama akımlarda sırasıyla %35 ve %111 artış olacağı; yaz ve sonbahar mevsimlerinde ise, sırasıyla %68 ve %86 azalış olacağı hesaplanmıştır. Bununla birlikte, her iki dönemde de Haziran ve Ağustos ayları arasında gerçek evapotranspirasyonun yağıştan daha fazla olacağı ve bu durumun yaz aylarında havzada su stresine sebep olacağı tahmin edilmektedir. 2030 yılında evsel, endüstriyel ve tarımsal yıllık toplam su ihtiyacının sırasıyla 59,9-134,2 hm3, 230 hm3 ve 68,1 hm3 olacağı; karşılanamayan yıllık su taleplerinin ise yine sırasıyla 0-10,5 hm3, 5,5-27,7 hm3 ve 0 hm3 olacağı hesaplanmıştır. Çorlu Akiferi’nden talep edilen su miktarının azalacağı ve akiferdeki su miktarının tekrar artacağı belirlenmiştir. Çorlu Deresi’ne ait alt havzalarda özellikle Çerkezköy ve Çorlu ilçeleri arasındaki bölgenin taşkına son derece duyarlı olduğu ve gözlemlenen taşkın alanlarının yaklaşık %72’sinin çok yüksek, %6’sının ise yüksek sel ve taşkın duyarlılığı olan bölge içerisinde yer aldığı sonucuna varılmıştır

Modeling land use/land cover change and mapping morphological fragmentation of agricultural lands in Thrace Region/Turkey

Human factors such as development of new roads and urban and industrial areas have caused reduction and fragmentation of agricultural lands in Thrace Region as in many parts of the world over the past few decades. To minimize the negative impact of these anthropogenic activities, it is necessary to forecast spatiotemporal land use/land cover change and its effect on agricultural land fragmentation for future. In this study, first, land use/land cover change was simulated with CLUE-S model under three scenarios for 2050. Then, morphological fragmentation and disorder degree of agricultural lands were analyzed using land use/land cover change maps (1990 and 2014), simulation results (2050) and 1/25,000 Tekirdag Provincial Environmental Plan (2023). Morphological Spatial Pattern Analysis and entropy methods were used to determine the spatiotemporal fragmentation degree in agricultural lands. Results of scenarios 1 and 2 demonstrate that urban areas will increase due to population growth, and increasing urban and industrial land sprawl will accelerate the decline and fragmentation of agricultural lands until 2050. However, loss and fragmentation of core agricultural lands for scenario 3 where the protection rules are applied will be less than scenarios 1 and 2. To mitigate further fragmentation in agricultural lands in the future, particularly artificial spatial development areas should be constructed on the zones with currently high entropy and fragmented small core pieces. This study, as a tool for performance review in regional planning, recommends a set of measures to control agricultural land fragmentation, such as more effective protection of remaining unfragmented areas

Trakya Bölgesi’nde İklim Değişikliğinin Buğday Verimine Etkisinin Tahmin Edilmesi

İklim değişikliğinin birçok sektör yanında tarım sektörünü de olumsuz etkileyeceği tahmin edilmektedir. İklim değişikliğinin olumsuz etkilerini azaltmak için öncelikle iklim değişikliğinin tahmin edilmesi daha sonra olası değişikliklerin tarımsal üretime etkilerinin iyi değerlendirilmesi ve gerekli önlemlerin alınması gerekmektedir. Bu çalışmanın amacı, AquaCrop Model ve WOFOST (World Food Studies) verim tahmin modelleri ile Trakya Bölgesi’nde iklim değişikliğinin kısa (2020-2030), orta (2045-2055) ve uzun (2075-2085) vadede buğday verimine etkisini modellemektir. İklim değişikliğinin tahmininde RegCM3 Bölgesel İklim Modeli, referans ve A2 senaryosu çıktıları kullanılmıştır. 1970-1990 yılları için araştırma alanından ölçülen sıcaklık ve yağış verileri ile model referans verileri karşılaştırılarak kısa (2020-2030), orta (2045-2055) ve uzun (2075-2085) dönemler için sıcaklık ve yağış değişimi tahmin edilmiştir. Çorlu Pınarbaşı Havzasında yer alan üç farklı mevkide (Akıncılar, Sofular, Çövenli) çiftçi tarlalarından 2016-2017 döneminde elde edilen buğday verimleri, modellerle tahmin edilen buğday verimleri ile karşılaştırılmış, söz konusu modeller ile test edilmiş ve gelecek dönemler için verim değerleri tahmin edilmiştir. Araştırma sonuçlarına göre araştırma alanında, kısa (2020-2030) dönemde model referans yıllarına göre ortalama 0,27 °C sıcaklık azalışı, orta (2045-2055) dönemde ortalama 1,43 °C ve uzun (2075-2085) dönemde ise ortalama 3,05 °C sıcaklık artışı olacağı, kısa (2020-2030) dönemde toplam yağışın 87 mm artacağı (% 13), orta (2045-2055) dönemde toplam yağışın 91 mm azalacağı (% 14) ve uzun (2075-2085) dönemde toplam yağışın 78 mm azalacağı (% 12) tahmin edilmiştir. AquaCrop Modelde Akıncılar ve Çövenli’de % 50’ye varan verim artışları, Sofular’da ise yaklaşık % 6 ile % 34 oranlarında verim azalışları gözleneceği, WOFOST Modelde ise Akıncılar ve Sofular’da %40’a varan verim artışları, Çövenli’de ise % 2 - % 7 aralığında verim azalışlarının gözleneceği tahmin edilmiştir.It is estimated that climate change will negatively affect agriculture sector as well as many other sectors. To decrease the vulnerability and take the required precautions against climate change, it is crucial to forecast the climate change and then estimate its effects on agricultural production. The aim of this study was to model the effects climate change on the yield of wheat in short (2020-2030), mid (2045-2055) and long (2075-2085) terms in Trakya region using AquaCrop and WOFOST models. RegCM3 Regional Climate Model, reference and A2 scenario outputs were used in the estimation of climate change. The changes in temperature and precipitation were estimated for the future period of 2020-2030, 2045-2055 and 2075-2085 by comparing temperature and precipitation data measured in the study area for the period of 1970-1990 and model reference data. Wheat yields obtained from three different sites (Akıncilar, Sofular, Çövenli) farmland fields in Çorlu Pınarbaşı Basin were compared with wheat yields estimated by the models in 2016-2017 season, tested with the corresponding models and yield for the future periods were simulated. Temperature rises of 0,27 °C, 1,43 °C, and 3,05°C were forecasted for the short (2020-2030), mid (2045-2055) and long (2075-2085) terms, respectively when compared with the data of reference year whereas 87 mm (%13) increase during 2020-2030, 91 mm (14%) 78 mm (12%) decreases for the periods of 2045-2055 and 2075-2085, respectively, were predicted. In AquaCrop Model, yield increases of up to 50% in Akincilar and Cövenli and yield decreas between 6% and 34% in Sofular were simulated. In WOFOST Model, yield increases of up to 40% in Akıncılar and Sofular were found while yield decreases in the range of 2% - 7% was forecasted in Cövenli

Effect of climate change on wheat grown soil moisture profile in Thrace district

Soil water status is an important parameter in plant production as it affects directly plant growth and yield. Climate change is expected to change the soil water (SW) regime and increase its negative impact on the agricultural sector. Therefore, the effects of climate change on SW and thus on agricultural production should be studied. To determine the effect of climate change on SW profile, first, in the wheat cultivation area, the estimated soil water content by SWAP model for the climatic conditions of 2016- 2017 development period were compared with the measured values and the model was calibrated and tested. Then, the effect of the predicted climate change data by RegCM3 Regional Climate Model with A2 scenario for short (2020-2030), medium (2046-2055) and long-term (2076-2085) periods on SW regime was simulated. In the field studies conducted at Tekirdag Viticulture Research Institute, meteorological data were recorded by the meteorological station (Davis Vantage Pro2) whereas SW content at two points and three different depths (30, 60 and 90 cm) were monitored by soil moisture sensor (Meter Group ECH2O EC-5, Irrometer Model 200SS WATERMARK). The predicted SW contents data fitted well with the measured SW content data (daily average ME=0,82, r2=0,93, NRMSE=0,06). It is concluded that climate change will not cause significant soil moisture change to affect wheat yield in the research area. © 2019 Namik Kemal University - Agricultural Faculty. All rights reserved

Land use/land cover change modelling of ergene river basin in Western Turkey using CORINE land use/land cover data

Land use planning is a useful tool to find a balance among the competing and sometimes contradictory uses in order to achieve food security, economic growth, energy supply, nature conversation and other objectives. In this study, modelling land use/land cover change of Ergene River Basin in Western Turkey between the years of 1990 and 2012 was investigated. The CORINE land use/landcover data and ArcGIS software were used to detect land use/land cover change between the years, 1990–2000, 2000–2006 and 2006–2012. As a results, the artificial area (including settlement area and industrial zone) and water bodies increased by 39.4% and 47.9%, due to industrial development and new reservoirs construction, respectively, while wetlands and agricultural areas decreased by 1.1%, 1.0% and 32.1%, respectively. The change in the agricultural areas into industrial area corresponds to about 13,000 hectares, which is considered threatening not only natural resources but also food security since the basin has the most productive arable land of Turkey. © 2017, Eesti Pollumajandusulikool. All rights reserved

Trakya Bölgesi’nde İklim Değişikliğinin Buğday Verimine Etkisinin AquaCrop ve WOFOST Modeller ile Tahmin Edilmesi

Since climate change will adversely affect the agricultural sector as well as many other sectors, the effects of climate change on agricultural production should be estimated and necessary measures should be taken. The aim of this study is to determine the effect of climate change on wheat yield in the short (2020-2030), medium (2046-2055) and long (2076-2085) term periods in the Thrace Region using AquaCrop and WOFOST models. RegCM3 Regional Climate Model, reference and A2 scenario outputs were used to predict climate change. In the 1970- 1990 period, the measured temperature and precipitation data measured in the research area were compared with the model reference data and changes were estimated in the short, medium and long term periods. Wheat yields obtained from farmer fields in three different locations (Akincilar, Sofular, Çövenli) in Çorlu Pinarbasi sub-basin in 2016-2017 growing period were compared with the model prediction in order to do the calibration and yields were forecasted in the future periods. As a result, in the short term, an average 0.27°C decrease in temperature were forecasted whereas 1,43 °C and 3,05 °C increase were estimated for medium and long terms, respectively when compared to model reference years. In total rainfall, 87 mm (13%) increase, 91 mm (14%) and 78 mm (12%) decreases were simulated for the short, medium and long-terms. AquaCrop Model predicted yield increases up to 50% in Akincilar and Çövenli and yield decreases of 6% - 34% in Sofular whereas WOFOST Model predicted increases of 40% in Akincilar and 12% in Sofular and decrease up to 2 - 7% in Çövenli. © 2020 Namik Kemal University - Agricultural Faculty. All rights reserved

İklim Değişikliğinin Trakya Bölgesi'nde Buğday Bitkisi Toprak Nem Profiline Etkisinin Tahmin Edilmesi

Soil water status is an important parameter in plant production as it affects directly plant growth and yield. Climate change is expected to change the soil water (SW) regime and increase its negative impact on the agricultural sector. Therefore, the effects of climate change on SW and thus on agricultural production should be studied. To determine the effect of climate change on SW profile, first, in the wheat cultivation area, the estimated soil water content by SWAP model for the climatic conditions of 2016- 2017 development period were compared with the measured values and the model was calibrated and tested. Then, the effect of the predicted climate change data by RegCM3 Regional Climate Model with A2 scenario for short (2020-2030), medium (2046-2055) and long-term (2076-2085) periods on SW regime was simulated. In the field studies conducted at Tekirdag Viticulture Research Institute, meteorological data were recorded by the meteorological station (Davis Vantage Pro2) whereas SW content at two points and three different depths (30, 60 and 90 cm) were monitored by soil moisture sensor (Meter Group ECH2O EC-5, Irrometer Model 200SS WATERMARK). The predicted SW contents data fitted well with the measured SW content data (daily average ME=0,82, r2=0,93, NRMSE=0,06). It is concluded that climate change will not cause significant soil moisture change to affect wheat yield in the research area. © 2019 Namik Kemal University - Agricultural Faculty. All rights reserved