Effects of gap-size classes on long-term litter decomposition rates of beech, oak and chestnut species at high elevations in northeast Turkey

Effects of gap-size classes on litter decomposition rates were investigated in a high-elevation forest for 4 years by placing leaf litter of beech (Fagus orientalis Lipsky.), oak (Quercus robur L.), and chestnut (Castanea sativa Mill.) in (1) a closed canopy, (2) small gaps with a diameter of less than 15 m, (3) intermediate gaps with a diameter of 15-30 m, and (4) large gaps with a diameter of more than 30 m. The leaf litter placed under the closed canopy or within the small gaps decayed more rapidly than those in the intermediate or the large gaps for all three deciduous species. Among the microclimatic and soil factors, soil temperature was most strongly positively correlated with litter decomposition rates, and among the three species, initial lignin concentration was the best predictor of litter decomposition rates. Differences in litter decomposition rates among the four gap-size classes were generally significant, but varied among the three species. Litter with low lignin concentrations tended to be more responsive to canopy openings. Large forest gaps significantly reduced litter decomposition rates in this study by changing environmental conditions, especially by decreasing soil temperature and soil pH which reduced soil respiration rates. These changes may result in reduced nutrient cycling, carbon cycling, and organic matter turnover rates in these forest ecosystems

Doğu Karadeniz Bölgesi, Artvin yöresi, yapraklı ve iğne yapraklı ormanlarının ölü örtü kütle azalma oranları: ölü örtünün kimyasal yapısının, mikroiklim ve toprak özelliklerinin ayrışma ile olan ilişkisi

Plant litter decomposition is controlled by both biotic and abiotic factors. It has been widely hypothesized that litter quality and climatic and soil conditions regulate decomposition. The present study examined the decomposition of native forest tree litter on 2 aspects (the north and the south) and at 3 altitudes (top, middle, and bottom) on each aspect in Artvin province to determine the influence of litter quality, microclimate, and soil characteristics on the rate of decomposition. A litter-bag experiment was performed using beech, oak, fir, and pine litter. The litter bags were placed on the north- and south-facing sites and at 3 altitudes on each aspect and were sampled every 6 months for 2 years. The dominant rate-regulating factor on the litter mass loss rates was found to be the lignin concentration of the litter. The litter from oak and pine contained relatively low lignin levels, and these litter types exhibited significantly faster rates of decay than the highly lignified beech and fir litter. The litter placed on the north-facing site decomposed much faster compared to the south-facing site, and the litter placed at the top altitude on each aspect showed the lowest decay rates compared to either the bottom or middle position throughout the study period. The microclimate and soil characteristics also helped to explain the variation in the litter mass losses, but their effects were less and also showed variations according to the aspects. On the north-facing sites, behind the initial lignin concentration, the litter decomposition was limited by actual evapotranspiration (AET), whereas on the south-facing sites the limiting factor on litter decomposition was soil temperature. However, when the 2 aspects were considered together, lignin concentrations and soil respiration rates were found to be better predictors of the mass loss rates in these forest ecosystems.Ölü örtü ayrışması hem biyotik hem de biyotik olmayan faktörler tarafından kontrol edilmektedir. Ölü örtü ayrışması genel olarak, ölü örtünün kimyasal yapısı ve ortamın iklim ve toprak şartları tarafından kontrol edilmektedir. Buradaki çalışmamızda ise, Artvin yöresinde, farklı bakı ve yükseltide yayılış gösteren doğal ormanlık alanlarda yaygın olarak yetişen bazı ağaç türlerinin yaprak ölü örtülerinin ayrışma oranları çalışılarak, ölü örtü ayrışmasında materyalin kimyasal yapısının, ayrışma ortamının mikroiklim şartlarının ve toprak özelliklerinin etkileri ortaya konulmaya çalışılmıştır. Arazi ortamında ölü örtü ayrışma deneyi için kayın, meşe, göknar ve sarıçam türlerinin yaprak ölü örtüleri kullanılmıştır. Arazide ölü örtü ayrışmasını araştırmak için, özel olarak hazırlanan ölü örtü torbaları (litter bags) içerisine konulan yaprak ölü örtü örneklerinin (yaprak yada ibre), iki farklı bakıya (kuzey ve güney) ve her bir bakının üç farklı yükseltisine (üst, orta, ve alt) yerleştirilmesiyle başlamış ve daha sonra her 6 ayda bir arazi örneklemesi yapılarak 2 yıl süreyle takip edilmiştir. Sonuçlar ölü örtü ayrışmasını etkileyen en baskın faktörün, ayrışan materyalin başlangıçta içerdiği lignin değerinin olduğunu göstermiştir. Yaprak ölü örtüsünde daha az lignin içeren meşe ve sarıçam türleri yapısında daha fazla lignin içeren kayın ve göknar türlerine göre daha hızlı ayrışmıştır. Türlerin yaprak ölü örtüleri bakıya gore karşılaştırıldığında en hızlı ayrışma kuzey bakıda, yükseltiye göre karşılaştırıldığında ise en hızlı ayrışma alt yükseltilerde gerçekleşmiştir. Mikroiklim ve toprak özellikleri, bakıya göre farklılık göstermekle birlikte, ayrışma üzerinde etkili olduğu tespit edilmiştir. Kuzey bakıda, gerçek evapotranspirasyon ayrışmayı sınırlarken, güney bakıda toprak sıcaklığının etkili olduğu bulunmuştur. Her iki bakı da dikkate alındığında ise ölü örtü ayrışması üzerinde ayrışan materyalin içerdiği lignin miktarının ve ayrışmanın gerçekleştiği ortamın toprak solunum oranının ölü örtü ayrışma oranları üzerinde belirliyici faktörler olduğu ortaya konulmuştur

İşletilen ve işletilmeyen doğu ladini (Picea orientalis (L.) Link) meşcerelerindeki Ips typhographus L. saldırılarının yetişme ortamı ve meşcere özelliklerine göre değerlendirilmesi

This study aimed at investigating the effectiveness of management practices for reducing the negative impacts of Ips typographus L. on Oriental spruce (Picea orientalis (L.) Link.) forests, and to review the best site factor(s) associated with Ips typographus infestation. Two sites, Hatila Valley National Park (HVNP-unmanaged site) and Saçinka Forest Sub-District Directorate (SFSD-managed site) were chosen to compare the stand characteristics (mean age, height, bark thickness, basal area, stand density and tree diameter) and soil properties (pH, organic matter-OM, soil texture, and nutrients). At both sites, the sampling plots were taken from the north and south-slope aspects (NSA and SSA) and from upper and lower-slope positions (USP and LSP) on each site. In general, the results showed that in HVNP, Picea orientalis stands had higher stand age, bark thickness, basal area, and tree diameter, but lower soil pH, OM, nutrients, percent clay and silt content than those in SFSD. Among the stand characteristics, the stand age was positively correlated (r = 0.916) to the mortality rates in HVNP. Besides, Picea orientalis stands on SSA and at USP were more damaged than on NSA and at LSP. In conclusion, the results indicate that forest management practices including thinning, pruning, and cleaning can have a significant favorable influence on Picea orientalis forests to minimize the risk of Ips typographus attacks.Bu çalışma, Doğu Ladini (Picea orientalis (L.) Link.) ormanlarındaki Ips typographus (L.) saldırısının olumsuz etkilerini azaltmada ormancılık uygulama faaliyetlerinin etkisini ve Ips typographus’un saldırısıyla ilişkili en etkili yetişme ortamı faktörlerini belirlemeyi amaçlamıştır. Çalışma alanları olarak Hatila Vadisi Milli Parkı (HVNP-işletilmeyen) ve Saçinka Orman İşletme Şefliği (SFSD-işletilen) seçilmiş ve meşcere karakteristikleri (yaş, boy, kabuk kalınlığı, sıklık, çap, kapalılık) ile toprak özellikleri (pH, organik madde-OM, tekstür ve besin elementleri) karşılaştırılmıştır. Her iki çalışma alanında, deneme parselleri, kuzey ve güney yamaçlar ile bu yamaçların üst ve alt rakımlarından alınmıştır. Genel olarak sonuçlar, HVMP alanındaki Picea orientalis meşcerelerine ilişkin yaş, kabuk kalınlığı, göğüs yüzeyi ve çapın SFSD alanındaki meşcerelerden daha yüksek, toprak pH, OM, besin elementleri, yüzde kil ve toz miktarı bakımından ise daha düşük olduğunu göstermiştir. HVNP alanında, meşcere özelliklerinden meşcere yaşı ile ağaç ölüm oranları arasında pozitif yönde anlamlı bir ilişki (r = 0.916) belirlenmiştir. Bunlara ek olarak, güney bakan meşcereler ile üst rakımlardaki meşcerelerin, kuzey bakan ve alt rakımlardaki meşcerelere göre daha fazla Ips typographus saldırısına maruz kaldığı tespit edilmiştir. Sonuç olarak, bulgular, aralama, budama ve örtü temizliği gibi ormancılık işletme faaliyetlerinin, Ips typographus’un Picea orientalis ormanlarına saldırı riskini azaltmada pozitif yönde önemli bir etkiye sahip olabileceğini göstermektedir

Adi ceviz (Juglans regia L.) ağacı yapraklarının kimyasal bileşiklerinin ağaç yaşına bağlı değişimi

In this present study, we investigated the chemical compounds in the fresh leaves of ancient walnut trees (Juglans regia L.) aged 25, 75, 100, and over 400 year. Under similar environmental conditions, the fresh leaves of walnut trees were collected and analysed for chlorophyll molecules as chlorophyll a, chlorophyll b and carotenoids, enzymatic compounds (ascorbate peroxidase (APX), catalase (CAT) and superoxide dismutase (SOD) activities) and non-enzymatic compounds (proline, total soluble protein, total phenolic compounds), flavonoid and reducing sugars (glucose, sucrose, total soluble sugar). In addition, the oxidative stress level was determined by measuring lipid peroxidation (MDAmalondialdehyde) and hydrogen peroxide (H2O2). Significant differences in the chemical composition of the fresh leaves were found between the 4 different tree age classes. In general, the results showed that mean chlorophyll pigments were increased with increasing the age. There was also a general trend that mean glucose and starch concentrations increased with the age, while mean sucrose concentration decreased, but no changes were noted for mean total soluble carbohydrate. On the other hand, mean SOD concentration decreased with increasing the age. Other chemical compounds (mean proline, total soluble protein, malondialdehyde, hydrogen peroxide, APX and CAT), however, did not show clear trends with the age. As a result, these pioneer study have provided valuable insight into the variation in the chemical constituents of walnut tree leaves in relation to the age, and it can be used to better understanding, managing and fighting against pathogens of walnut ecosystems in future studies.Bu çalışmada ortalama yaşı 25, 75, 100 ve 400 yaş üzeri Adi ceviz (Juglans regia L.) olan ağacı yeşil yapraklarının kimyasal bileşikleri araştırılmıştır. Aynı yetişme ortamındaki, adi ceviz ağaçlarından toplanan yeşil yaprak örneklerinin içerdiği fotosentetik pigmentler (klorofil a, klorofil b ve karotenoit, askorbat peroksidaz (APX), katalaz (CAT), süperoksit dismutaz (SOD) enzim aktiviteleri, prolin, toplam çözünür protein, toplam fenolik bileşikleri, flavonoid gibi enzimatik olmayan bileşikleri ve indirgenmiş şekerlerden, glikoz ve sukroz miktarı ile toplam çözünür şeker miktarları belirlenmiştir. Ek olarak, yeşil yapraklar oksidatif stres seviyesi ile lipit peroksidasyonu (malondialdehit-MDA) ve hidrojen peroksit (H2O2) konsantrasyonları için analiz edilmiştir. Bu kimyasal bileşiklerden bazıları, ağaç yaşına bağlı olarak istatistiksel farklılıklar göstermiştir. Genel olarak, fotosentetik pigmentler, ağaç yaşı arttıkça artış göstermiştir. Glikoz ve nişasta miktarı ağaç yaşı ile artma eğilimi gösterirken, sukroz miktarı azalmış, fakat toplam çözünür karbohidrat içeriği ağaçlar arasında önemli bir farklılık göstermemiştir. Bunun yanında, SOD aktivitesi yaş arttıkça azalmıştır. Çalışmada incelenen diğer kimyasal bileşiklerle (prolin, toplam çözünür protein, MDA, H2O2, APX ve CAT) ağaç yaşı arasında belirgin bir ilişki tespit edilmemiştir. Sonuç olarak, öncü niteliğindeki bu bulgular, ceviz ağacı yapraklarının yaşa bağlı olarak kimyasal yapılarındaki değişimi hakkında önemli bilgiler sağlamış olup, ceviz ekosistemlerinin daha iyi anlaşılması, yönetimi ve zararlarına karşı uygulanacak mücadele yöntemlerine karar vermede gelecekteki çalışmalarda kullanılabilecektir

Galeri ormancılığı ve dere şevlerinin stabilizasyonu

[No Asbtact Available

Effects of tree species, tree crown type and seasons on soil acidity

Bu çalışmada, toprak pH değerleri üzerinde ağaç türlerinin, ağaç gövdesinden uzaklığın ve mevsimlerin etkisi belirlenmeye çalışılmıştır. Bu amaçla, Kasım 2002, Mart ve Haziran 2003 tarihlerinde sarıçam (Pinus sylvestris L.), ladin (Picea orientalis L.) ve kızılağaç (Alnus glutinosa L.) türlerinin ağaç gövdelerinden 30, 90, 180 ve 270 cm uzaklıkta 0-15 ve >15 cm derinlik kademelerinden toprak örnekleri alınmıştır. Toprak pH değerleri ile humus pH değerleri arasında bir ilişki olup olmadığını belirlemek için aynı mevsimde ve aynı mesafelerden humus örneklemesi yapılmıştır. En yüksek pH değerleri kızılağaç altındaki topraklarda, en düşük pH ise sarıçam altında belirlenmiştir. Sonbahar mevsiminden yaz mevsimine doğru pH değerlerinde bir azalma olduğu bulunmuştur. Ağaç gövdesinden uzaklaştıkça toprak pH’sında meydana gelen değişiklikler türlere ve mevsimlere bağlı olarak önemli farklılık göstermiştir. Sonbahar ve ilkbaharda, sarıçam ve ladin toprak pH değerlerinde 180 cm mesafe aralığına kadar bir artış, daha sonra ise bir azalma gösterirken, yaz mevsiminde önemli bir değişiklik göstermemiştir. Kızılağaç toprakları ise mevsimlere bağlı olarak ağaç gövdesinden uzaklaştıkça toprak pH’sında önemli bir değişiklik göstermemiştir. Toprak pH değerlerinin bu farklı değişimleri üzerinde humus pH değerlerinin önemli bir etkisinin olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak, toprak pH değerleri üzerinde, türlerin ve mevsimlerin yanında, ağaç gövdesinden uzaklığında önemli bir etkiye sahip olduğu, bu nedenle toprak örneklemesi yapılırken bu faktörlerin birlikte değerlendirilmesi gerektiğini sonucuna varılmıştır.The aim of the present study was to determine the effects of tree species, crown type, seasons and distance from the stem on soil pH. The soil samples (depth of 0-15 and >15 cm) were collected from under pine (Pinus sylvestris L.), spruce (Picea orientalis L.) and alder (Alnus glutinosa L.) trees in November 2002, March and June 2003 at distance of 30, 90, 180 and 270 cm from the stem. Highest pH was found under alder trees, whereas lowest pH was found under pine trees. There was a decrease in soil pH from Autumn to Summer for all species. In Autumn and Spring, pine and spruce showed an increase in soil pH from the stem to the distance of 180 cm. After that they showed a decrease, whereas in Summer, they didn’t show any changes with the distances. Alder, however, didn’t show any significant changes between the distances in any season. It was found that the differences in soil pH between species, seasons and the distances from the stem were significantly affected by the changes in pH of organic layer. In conclusion, the results in the present study indicate that tree species, seasons and the distance from the stem are all important factors influencing soil pH, and should be considered together in future studies

Effects of tree specıes, tree crown type and seasons on soıl acıdıty

Bu çalışmada, toprak pH değerleri üzerinde ağaç türlerinin, ağaç gövdesinden uzaklığın ve mevsimlerin etkisi belirlenmeye çalışılmıştır. Bu amaçla, Kasım 2002, Mart ve Haziran 2003 tarihlerinde sarıçam (Pinus sylvestris L.), ladin (Picea orientalis L.) ve kızılağaç (Alnus glutinosa L.) türlerinin ağaç gövdelerinden 30, 90, 180 ve 270 cm uzaklıkta 0-15 ve >15 cm derinlik kademelerinden toprak örnekleri alınmıştır. Toprak pH değerleri ile humus pH değerleri arasında bir ilişki olup olmadığını belirlemek için aynı mevsimde ve aynı mesafelerden humus örneklemesi yapılmıştır. En yüksek pH değerleri kızılağaç altındaki topraklarda, en düşük pH ise sarıçam altında belirlenmiştir. Sonbahar mevsiminden yaz mevsimine doğru pH değerlerinde bir azalma olduğu bulunmuştur. Ağaç gövdesinden uzaklaştıkça toprak pH’sında meydana gelen değişiklikler türlere ve mevsimlere bağlı olarak önemli farklılık göstermiştir. Sonbahar ve ilkbaharda, sarıçam ve ladin toprak pH değerlerinde 180 cm mesafe aralığına kadar bir artış, daha sonra ise bir azalma gösterirken, yaz mevsiminde önemli bir değişiklik göstermemiştir. Kızılağaç toprakları ise mevsimlere bağlı olarak ağaç gövdesinden uzaklaştıkça toprak pH’sında önemli bir değişiklik göstermemiştir. Toprak pH değerlerinin bu farklı değişimleri üzerinde humus pH değerlerinin önemli bir etkisinin olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak, toprak pH değerleri üzerinde, türlerin ve mevsimlerin yanında, ağaç gövdesinden uzaklığında önemli bir etkiye sahip olduğu, bu nedenle toprak örneklemesi yapılırken bu faktörlerin birlikte değerlendirilmesi gerektiğini sonucuna varılmıştır.The aim of the present study was to determine the effects of tree species, crown type, seasons and distance from the stem on soil pH. The soil samples (depth of 0-15 and >15 cm) were collected from under pine (Pinus sylvestris L.), spruce (Picea orientalis L.) and alder (Alnus glutinosa L.) trees in November 2002, March and June 2003 at distance of 30, 90, 180 and 270 cm from the stem. Highest pH was found under alder trees, whereas lowest pH was found under pine trees. There was a decrease in soil pH from Autumn to Summer for all species. In Autumn and Spring, pine and spruce showed an increase in soil pH from the stem to the distance of 180 cm. After that they showed a decrease, whereas in Summer, they didn’t show any changes with the distances. Alder, however, didn’t show any significant changes between the distances in any season. It was found that the differences in soil pH between species, seasons and the distances from the stem were significantly affected by the changes in pH of organic layer. In conclusion, the results in the present study indicate that tree species, seasons and the distance from the stem are all important factors influencing soil pH, and should be considered together in future studies

Effects of tree species and topography on soil chemistry, litter quality, and decomposition in Northeast Turkey

Leaf litters from beech (Fagus orientalis Lipsky.) and oak (Quercus robur L.), and needle litters from fir (Abies nordmanniana Spach.) and pine (Pinus sylvestris L.) trees were collected from north-facing site and south-facing site and at three slope positions (top, middle and bottom) on each aspect that varied in soil chemical characteristics (soil pH, cation exchange capacity and base saturation). The litters were analysed for initial total carbon, nitrogen, acid detergent fibre, lignin and cellulose concentrations. Nitrogen, acid detergent fibre and lignin concentrations and carbon:nitrogen and lignin:nitrogen ratios varied significantly within and between species according to soil chemical characteristics on aspects and slope positions. Litter decomposition was studied in the field using the litterbag technique. The litters were placed on two aspects and at three slopes on each aspect in October 2001, and were sampled every 6-month for 2 years. The main effects of aspect, species and slope position on decomposition rates were all statistically significant. Oak leaf litter showed highest decomposition rates, followed by pine, fir and beech litter, and the litters placed on north-facing site decomposed faster than those on the south-facing site. The litters placed at the top slope position decomposed slower than at those at either the bottom or middle positions. Initial lignin concentrations explained most of the variation in decomposition rates between species, and within species for the aspects and the slope positions, but the explained variance showed differences between aspects and slope positions. This result illustrates the important point that litter quality may define the potential rates of microbial decomposition but these are significantly influenced by the biotic and abiotic environment in which decomposition takes place

Effects of tree species and topography on root decomposition

Burada sunulan çalışmamızda kılcal ve ince köklerin ayrışması üzerinde ağaç türlerinin, topografyanın ve toprak derinliğinin etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla Sarıçam (Pinus sylvestris L.), Doğu ladini (Picea orientalis L.) ve Kızılağaç (Alnus glutinosa L.) türlerinin kılcal (<2 mm) ve ince kökleri (2-5 mm) kuzey ve güney bakıya ve her bir bakının iki farklı yükseltisine (900 m ve 1200 m) ve iki farklı toprak derinlik kademesine (0-10 cm ve 10-20 cm) bırakılarak ayrışma süreçleri iki yıl süreyle araştırılmıştır. Ek olarak, standart kök örnekleri kullanılarak, mikroiklim özelliklerinin kök ayrışmasına olan etkileri incelenmiştir. Kızılağaç kılcal ve ince kökleri en hızlı ayrışmayı gösterirken, bunu sarıçam ve doğu ladini izlemiştir. Güney bakılardaki kök örnekleri kuzey bakılardaki köklere göre daha hızlı ayrışmıştır. Alt yükseltisindeki kökler üst yükseltisindekilere göre daha hızlı ayrışmıştır. Toprak derinlik kademesi ve kök çap kalınlığının artmasıyla ayrışmanın hızı azalmıştır. Türler arasındaki ayrışma farklılıklarında türlerin başlangıçta içerdiği kimyasal yapı etkili olurken, kimyasal özellikler sabit tutulduğunda topografyaya bağlı olarak mikroiklim özelliklerinde (hava ve meşcere altı sıcaklık) meydana gelen değişikliklerin kök ayrışmasını etkilediği belirlenmiştir. Azot oranı en fazla olan kızılağaç köklerinin ayrışması en hızlı iken, N oranı en az olan doğu ladininde ayrışma en yavaş gerçekleşmiştir.Main aim of this study was to investigate the effects of tree species, topography and soil depth on fine and small roots of Alder, Oriental spruce and Scots Pine. The root samples collected from two aspects (north and south) and two altitudes (900 m and 1260 m) on each aspect and were placed into 0-10 cm and 10-20 cm of soil depth. Standard root samples were used to evaluate the effects of microclimate on decay rates. Alder root samples showed the highest decomposition rates, followed by pine and Oriental spruce roots. The root samples on south aspect and lower altitudes decayed faster than those on north aspect and higher altitudes. The root decomposition rates decreased with increasing root thickness and soil depth. Among the tree species, initial root litter quality seemed to control their decomposition rates. The alder roots with the highest N concentration decomposed much faster than the Oriental spruce roots with the lowest N concentration. Decomposition rates of the standard root samples were well correlated with temperature either in open area or under the stands

Land-use effect on distributions of as, cr and cu in soils adjacent to cca-treated utility poles in Artvin and Rize, Turkey

Chromated copper arsenate (CCA)-treated wood has been widely used in Turkey to protect it from decay. In this study, influences of land-use types on distributions of As, Cr and Cu in soils adjacent to CCA-treated utility poles were studied in tea and hazelnut plantations as well as crop fields. Ten poles from each land-use type (a total of 30 poles) were chosen for the study purposes in Arhavi and Fındıklı towns of Artvin and Rize, Turkey, respectively. Soil samples were collected from surface layers of soil (0- 10 cm depth), adjacent to the utility poles and at distances of 0.5 m and 10 m (control). Concentrations as high as 80, 520 and 94 mg kg-1 were observed in soils adjacent to utility poles for As, Cr and Cu, respectively. Soil As, Cr and Cu levels decreased significantly with the distance from the CCA-treated poles. Cr concentrations in soil were sig- nificantly higher in the tea plantations than in the crop fields (P <0.05). Soil pH, sand, clay and organic matter content varied significantly with land-use type. Our results indicate that the use of CCA-treated utility poles in the tea planta- tions poses more environmental contamination risks com- pared to that in hazelnut plantations and crop fields. These risks could be eliminated by using alternative arsenic-free wood preservatives