Determination of Carbon Concentration of Tree Components for Stone Pine Forests in the Marmara Region

Year 2022, Volume: 24 Issue: 2, 315 - 323, 15.08.2022

Şükrü Teoman Güner , Bilge Tunçkol

https://doi.org/10.24011/barofd.1094614

Abstract

In accordance with the Kyoto Protocol, countries prepare their national inventory reports (NIR) every year and present it to United Nations Secretariat of the Framework Convention on Climate Change (UNFCCC). These statements are based on AFOLU Guideline (IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories for Agriculture, Forestry and Other Land Use). However, countries are required to produce parameters special to their own tree species in order to make more precise statements. The aim of this study was to determine to calculate both the carbon concentration of various components (needle, wood, bark, and root) of natural stone pine (Pinus pinea L.) and the weighted carbon concentration of above ground and total tree biomass. The study was conducted in natural stone pine forests in Marmara Region of Turkey. Samples were collected in 10 sampling plots that were at mature stage (dbh=20.0-51.9 cm) and had different site characteristics. Site characteristics of the sample plots were determined. Then, needle, wood, bark, and root samples were collected from 3 trees representing the top height in each sampling plot. Carbon analysis on plant samples collected from the sampling plots (10 plots × 3 replications × 4 components = 120 samples) was carried out in the laboratory. The obtained data were evaluated by using analysis of variance and Duncan test. Statistically significant differences were found between carbon concentrations of tree components (P<0.001). The lowest carbon concentrations were in needle (51.65%) and in roots (51.67%), while the highest carbon concentration was in wood (54.74 %) and in barks (54.93%). The weighted carbon concentration for natural stone pine forests were found to be 54.56% and 54.07% for the above-ground biomass and for the total tree biomass, respectively. The carbon concentrations found in this study can be used to calculate the carbon stocks stored in both trees and different components of trees in natural stone pine forests.

Keywords

Carbon concentration, climate change, Pinus pinea, Tree components, weighted carbon concentration

Thanks

This research was supported by Turkish General Directorate of Forestry for data collection. We would like to thank Dr. Aydın Çömez for carrying out the carbon analyses.

Marmara Bölgesindeki Fıstık Çamı Ormanlarında Ağaç Bileşenle-rine Ait Karbon Konsantrasyonlarının Belirlenmesi

Abstract

Kyoto protokolü gereği taraf ülkeler her yıl ulusal envanter raporlarını (NIR) hazırlayarak Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi (UNFCCC) sekretaryasına sunmaktadır. Bildirimler AFOLU (Agriculture, Forestry and Land Use) kılavuzuna göre yapılmaktadır. Ancak daha hassas bildirimlerde bulunmak için ülkelerin kendi ağaç türlerine özgü katsayıları üretmesi gerekmektedir. Bu çalışmanın amacı, ihtiyaç duyulan katsayıların üretilmesi bakımından doğal fıstıkçamı (Pinus pinea L.) ormanlarında ağaç bileşenlerinin (ibre, odun, kabuk, kök) karbon oranları ile toprak üstü ve toplam ağaç kütlesine ait ağırlıklı karbon oranlarını belirlemektir. Araştırma, Türkiye’de Marmara Bölgesi’ndeki doğal fıstıkçamı ormanlarında yürütülmüştür. Örneklemeler ağaçlık çağında (dbh=20,0-51,9 cm) bulunan ve yetişme ortamı özellikleri bakımından farklılık gösteren toplam 10 alanda yapılmıştır. Örnekleme alanlarının yetişme ortamı özellikleri belirlenmiştir. Daha sonra her örnekleme alanında meşcere üst boyunda bulunan üç ağaçtan ibre, odun, kabuk ve kök örnekleri alınmıştır. Laboratuvarda örnekleme alanlarından alınan ağaç bileşenlerine ait örneklerde (10 örnek alan × 3 tekerrür × 4 bileşen = 120 örnek) karbon analizi yapılmıştır. Elde edilen veriler varyans analizi ve Duncan testi ile değerlendirilmiştir. Ağaç bileşenlerinin karbon oranları arasında istatistiksel bakımdan önemli farklılıklar belirlenmiştir (P<0.001). Karbon yoğunluğu ağaç bileşenleri arasında en düşük ibre (%51,65) ve kökte (%51,67), en yüksek odun (%54,74) ve kabukta (%54,93) bulunmuştur. Doğal fıstıkçamı ormanları için ağırlıklı karbon oranı toprak üstü ağaç kütlesi için %54,56, toplam ağaç kütlesi için ise %54,07 olarak hesaplanmıştır. Elde edilen karbon oranları, fıstıkçamı ormanlarında gerek ağaçlarda gerekse ağaçların farklı bileşenlerinde depolanan karbon stoklarının hesaplanmasında kullanılabilir.

Keywords

Ağaç bileşenleri, ağırlıklı karbon konsantrasyonu, iklim değişikliği, karbon konsantrasyonu, Pinus pinea

References

• Anşin, R. (1983). Türkiye’nin Flora Bölgeleri ve Bu Bölgelerde Yayılan Asal Vejetasyon Tipleri, Karadeniz Üniversitesi Dergisi 6: 2.
• Bert, D., and Danjon, F. (2006). Carbon concentration variation in the roots, stem and crown of mature Pinus pinaster (Ait.). Forest Ecology and Management 222: 279-295.
• Correia, A.C., Tome, M., Pacheco, C.A., Faias, S., Dias, A.C., Freire, J., Carvalho, P.O., Pereira, J.S. (2010). Biomass allometry and carbon factors for a Mediterranean pine (Pinus pinea L.) in Portugal. For. Syst. 19, 418–433
• Çömez, A. (2012). Sündiken Dağları’ndaki (Eskişehir) Sarıçam (Pinus sylvestris L.) Meşcerelerinde Karbon Birikiminin Belirlenmesi, Orman Toprak ve Ekoloji Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü Yayını, Eskişehir.
• Davis, PH. (ed.) (1965-1985). Flora of Turkey and the East Aegean Islands, Volume: 1-9 Edinburg University Press, Edinburg.
• Davis, P. H., Mill, R. R., Tan, K. (ed.) (1988). Flora of Turkey and the East Aegean Islands, Volume: 10 (Supplement), Edinburg University Press, Edinburg.
• Durkaya, B., Durkaya, A., Makineci, E., Karaburk, T. (2013a). Estimating above-ground biomass and carbon stock of individual trees ın uneven-aged Uludag fir stands, Fresenius Environmental Bulletin 22(2): 428-434.
• Durkaya, B., Durkaya, A., Makineci, E., Ülküdür, M. (2013b). Estimation of above-ground biomass and sequestered carbon of Taurus Cedar (Cedrus libani L.) in Antalya, Turkey. iForest 6: 278-284.
• Durkaya, A., Durkaya, B., Makineci, Orhan, I. (2015). Aboveground biomass and carbon storage relationship of Turkish pines, Fresenius Environmental Bulletin 24(11): 3573-3583.
• Dönmez, İ.E. and Dönmez, Ş. (2013). Ağaç kabuğunun yapısı ve yararlanma imkanları, Süleyman Demirel Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi 14: 156-162.
• Erkan, N., Güner, Ş.T. (2018). Determination of carbon concentration of tree components for Scotch pine forests in Türkmen Mountain (Eskişehir, Kütahya) Region, Forestist 68(2): 87-92.
• GDMRE. (2021). 1:500,000 Scale Geological Inventory Map Series of Turkey.
• GDM. (2021). Meteorological Data. Turkish General Directorate of Meteorology. Ankara.
• Güner, A., Özhatay, N., Ekim, T., Başer, KHC. (ed.) (2000). Flora of Turkey and the East Aegean Islands, Volume:11(Supp. 2), Edinburgh University Press, Edinburgh.
• Güner, Ş.T and Çömez, A. (2017). Biomass equations and changes in carbon stock in afforested black pine (Pinus nigra Arn. subsp. pallasiana (Lamb.) Holmboe) stands in Turkey. Fresenius Environmental Bulletin 26(3): 2368-2379.
• Güner, Ş.T. (2019). Changes in carbon concentration of tree components for Kazdağ fir (Abies nordmanniana subsp. equi-trojani) forests, Fresenius Environmental Bulletin 28(1): 116-123.
• Güner, Ş.T., Özel, C., Türkkan, M., Akgül, S. (2019). Türkiye’deki sahilçamı ağaçlandırmalarında ağaç bileşenlerine ait karbon yoğunluklarının değişimi, Ormancılık Araştırma Dergisi 6(2): 167-176. https://doi.org/10.17568/ogmoad.546116.
• IPCC. (2003). Good Practise Guidance For Land Use, Land-use Change and Forestry, In: IGES, Eds. Penman, J., Gytarsky, M., Hiraishy, T., Krug, T., Kruger, D., Pipatti, R., Buendia, L., Miwa, K., Ngara, T., Tanabe, K., Wagner, F., IPCC/OECD/IEA/IGES, Hayama, Japan. http://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/gpglulucf/gpglulucf_contents .html [Ziyaret tarihi: 17.02.2021].
• IPCC. (2006). IPCC Guidelines for national greenhouse gas inventories, prepared by the National Greenhouse Gas Inventories Programme, In: IGES, Japan (Eds.: H.S. Eggleston, L. Buendia, K. Miwa, T. Ngara and K. Tanabe). http://www.ipcc-nggip.iges. or.jp /public/2006gl/index.html [Ziyaret tarihi: 04.01.2021].
• IUSS Working Group WRB. (2015). World reference base for soil resources 2014, update 2015. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. World Soil Resources Reports No. 106. FAO, Rome, p 192.
• Karataş, R., Çömez, A., Güner, Ş.T. (2017). Sedir (Cedrus libani A. Rich.) ağaçlandırma alanlarında karbon stoklarının belirlenmesi, Ormancılık Araştırma Dergisi 4(2): 107-120.
• Laiho, R., Laine, J. (1997). Tree stand biomass and carbon content in an age sequence of drained pine mires in southern Finland. Forest Ecology and Management 93(1-2), 161-169.
• Lamlom, SH., Savidge, RA. (2003). A reassessment of carbon content in wood: variation within and between 41 North American species. Biomass and Bioenergy 25(4), 381-388.
• Makineci, E., Özdemir, E., Çaliskan, S., Yilmaz, E., Kumbasli, M., Keten, A., Beşkardeş, V., Zengin, H., Yilmaz, H. (2015). Ecosystem carbon pools of coppice-originated oak forests at different development stages, European Journal of Forest Research 134(2): 319-333.
• Malmsheimer, RW., Bowyer, JL., Fried, JS., Gee, E., Izlar, R., Miner, RA., Stewart, WC. (2011). Managing forests because carbon matters: integrating energy, products, and land management policy. Journal of Forestry 109 (7S): S7-S50, 109(7S), S7-S50.
• Özyuvacı, N. (1999). Meteorology and Climatology [Meteoroloji ve Klimatoloji]. Istanbul University Faculty of Forestry Press No. 460, Istanbul, p 369. (In Turkish).
• Serengil, Y. (2018). İklim Değişikliği ve Karbon Yönetimi. Tarım/Orman ve Diğer Arazi Kullanımları. Orman Genel Müdürlüğü, Ankara.
• Shaw, G.R. (1914). The Genus Pinus L., Pines: Contribution to Knowledge, ISSN 0374-5651, 127 p., Průhonice
• SPSS v.22.0®, (2015). SPSS 22.0 Guide to Data Analysis, published by Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, USA.
• Thomas, SC., Malczewski, G. (2007). Wood carbon content of tree species in Eastern China: Interspecific variability and the importance of the volatile fraction. Journal of Environmental Management 85(3), 659-662.
• Tolunay, D. (2009). Carbon concentration of tree components, forest floor and understory in young Pinus sylvestris stands in north-western Turkey, Scandinavian Journal of Forest Research 24: 394-402.
• Tolunay, D., Makineci, E., Şahin, A., Özturna, A.G., Pehlivan, S., Abdelkaım, M. A. (2017). İstanbul-Durusu Kumul Alanlarındaki Sahil Çamı (Pinus pinaster Ait.) ve Fıstık Çamı (Pinus pinea L.) Ağaçlandırmalarında Karbon Birikimi, TÜBİTAK TOVAG Proje Nu: 114O797, 148 s., İstanbul.
• Yaltırık, F. (1988). Dendroloji, Gymnospermae, İ.Ü. Orman Fakültesi Yayınları No: 3443/386, Taş matbaası, İstanbul, 320s.