Başlıca Araştırma Alanları
Toprak Fiziği
Toprakların fiziksel ve termal özellikleri ile bu özelliklerin toprak–su–hava ilişkileri üzerindeki etkileri araştırılmaktadır. Çalışmalar; toprak tekstürü, agregat yapısı, gözeneklilik, hacim ağırlığı, su tutma özellikleri, hidrolik iletkenlik, toprak sıcaklığı, toprak havası ve havalanma gibi temel fiziksel özelliklerin belirlenmesine ve değerlendirilmesine odaklanmaktadır. Ayrıca, toprakta katı, sıvı ve gaz fazları arasındaki etkileşimler ile toprak ve atmosfer arasındaki madde ve enerji değişimleri farklı çevresel koşullar ve ölçeklerde ele alınmaktadır.
Toprak Hidrolojisi
Toprakta suyun infiltrasyonu, depolanması, hareketi ve drenajı ile toprak–bitki–atmosfer sistemi arasındaki su ilişkileri araştırılmaktadır. Çalışmalar; yağış ve sulama suyunun toprağa girişi, yüzey akışı, suyun toprak profili içerisindeki hareketi, drenaj ve buharlaşma gibi hidrolojik süreçlerin farklı zaman ve mekân ölçeklerinde değerlendirilmesine odaklanmaktadır. Ayrıca, toprakların su depolama ve iletme kapasitesinin bitki su kullanımına, hidrolojik süreçlere ve çevresel koşullara etkileri incelenmektedir.
Hidropedoloji
Toprakların oluşumu, yapısı, özellikleri ve peyzaj içerisindeki dağılımı ile hidrolojik süreçler arasındaki karşılıklı ilişkiler araştırılmaktadır. Çalışmalar; toprak profilinin ve horizonların yapısal organizasyonunun, toprak–peyzaj ilişkilerinin ve topraklardaki su depolama ve hareketinin farklı mekânsal ve zamansal ölçeklerde birlikte değerlendirilmesine odaklanmaktadır. Toprak morfolojisi, horizonların dizilişi, strüktür ve gözenek yapısı gibi pedolojik özelliklerin su akış yolları ve hidrolojik davranış üzerindeki etkileri ile hidrolojinin toprak oluşumu ve toprak işlevleri üzerindeki rolü ele alınmaktadır. Bu yaklaşım, pedoloji, toprak fiziği ve hidrolojiyi bütünleştirerek peyzaj–toprak–su–bitki sisteminin daha bütüncül biçimde anlaşılmasını amaçlamaktadır.
Toprak Hidrolik Yapısı ve Kalitesi
Toprakların hidrolik davranışı ile gözenek sisteminin yapısı, sürekliliği ve bağlantılılığı arasındaki ilişkiler araştırılmaktadır. Çalışmalar; gözenek boyutu dağılımı, agregasyon, gözenek bağlantılılığı ve sürekliliğinin toprak su tutma ve hidrolik iletkenlik özellikleri üzerindeki etkilerine odaklanmaktadır. Özellikle doymamış koşullarda, toprağın kuruması sırasında suyla dolu iletim yollarının değişimi, gözenek sisteminin yeniden organizasyonu ve hidrolik bağlantılılığın kaybı incelenmektedir. Hidrolik iletkenlik–matrik emme ilişkisi, gözenek sistemindeki farklı hidrolik geçiş bölgelerini ve kritik bağlantılılık eşiklerini belirlemek için değerlendirilmektedir. Bu yaklaşımla, toprakların hidrolik kalitesi; yalnızca mevcut iletkenlik düzeyi değil, su kaybı sırasında hidrolik bağlantılılığını ve sürekliliğini koruyabilme kapasitesi üzerinden değerlendirilmektedir.
Toprak Değişkenliği ve Jeoistatistik
Toprak özelliklerinin mekânsal ve zamansal değişkenliği ile bu değişkenliğin ölçeğe bağlı yapısı araştırılmaktadır. Toprakların fiziksel, kimyasal ve hidrolik özelliklerinin mekânsal dağılımı; örnekleme tasarımı, mekânsal bağımlılık ve jeoistatistiksel yöntemler kullanılarak incelenmektedir. Varyogram ve mekânsal istatistik yaklaşımlarıyla toprak özelliklerinin sürekliliği, değişkenlik yapısı ve mekânsal örüntüleri belirlenmekte; farklı ölçeklerdeki değişkenliğin toprakların işlevleri ve yönetimi üzerindeki etkileri değerlendirilmektedir. Bu çalışmalar, toprak özelliklerinin haritalanması, mekânsal tahmini, değişkenliğin kaynaklarının belirlenmesi ve toprak yönetiminde mekâna özgü yaklaşımların geliştirilmesine katkı sağlamaktadır.
Su ve Çözünen Madde Taşınımı
Toprakta su ve çözünen maddelerin taşınım mekanizmaları ve bu süreçlerin farklı ölçeklerde modellenmesi araştırılmaktadır. Özellikle vadoz bölgede su akışı ile çözünen maddelerin taşınımı; adveksiyon, dispersiyon, difüzyon ve tercihli akış gibi mekanizmalar açısından incelenmektedir. Fiziksel ve kimyasal nonequilibrium koşullarında gerçekleşen çözünen madde taşınımı, iki-bölge ve çok-bölge yaklaşımları ile diğer süreç-temelli modeller kullanılarak tanımlanmakta ve modellenmektedir. Tabakalı ve heterojen topraklarda taşınım yolları, tercihli akış, tutulma–salınma süreçleri ve reaksiyonların taşınım üzerindeki etkileri araştırılmaktadır. Bu çalışmalar, su ve çözünen maddelerin toprak profilindeki hareketinin anlaşılması, taşınım süreçlerinin nicel olarak tanımlanması ve toprak–su sistemlerinde kirleticilerin kaderi ve hareketinin değerlendirilmesine yönelik modellerin geliştirilmesini amaçlamaktadır.
Nitrat Yıkanması ve Çevresel Etkisi
Topraklardan nitrat yıkanması, azotlu gübrelerin çevresel etkileri ve yeraltı ve yüzey sularının nitrat kirliliği üzerine araştırmalar yürütülmektedir. Nitratın toprak profilindeki hareketi ve yıkanma potansiyeli; toprak özellikleri, sulama ve gübreleme uygulamaları, su hareketi ve mekânsal değişkenlik ile ilişkili olarak incelenmektedir. Farklı toprak ve yönetim koşullarında nitrat yıkanma riskinin belirlenmesi, yıkanma “hot spot”larının ortaya çıkarılması ve nitrat taşınımının süreç-temelli modeller kullanılarak tahmin edilmesi araştırmaların temel konuları arasındadır. Bu kapsamda NLEAP gibi modeller kullanılarak azot uygulamaları ve sulama programlarının nitrat yıkanması üzerindeki etkileri değerlendirilmekte; toprak–su sistemlerinde nitratın kaynakları, taşınım mekanizmaları, çevresel etkileri ve azaltma stratejileri araştırılmaktadır.
Arazi Bozulması ve Çölleşme
Arazi bozulması ve çölleşme, toprak, su, bitki örtüsü, iklim, topoğrafya ve insan faaliyetleri arasındaki etkileşimler çerçevesinde araştırılmaktadır. Çölleşmeye karşı duyarlılığın belirlenmesinde toprak derinliği, tekstür, erozyon riski, organik madde, bitki örtüsü, eğim, drenaj, kuraklık ve arazi kullanım yoğunluğu gibi göstergeler birlikte değerlendirilmektedir. Çevresel Duyarlılık İndeksi (ESI) ve benzeri bütünleşik yaklaşımlar kullanılarak farklı arazi kullanımlarında bozulma ve çölleşme duyarlılığının belirlenmesi, mekânsal dağılımının ortaya konması ve kritik alanların haritalanması üzerinde çalışılmaktadır.
Arazi bozulmasının mekânsal yapısı ve değişkenliği jeoistatistiksel yöntemlerle incelenmekte; semivariogram ve kriging analizleri aracılığıyla bozulma duyarlılığının farklı ölçeklerdeki mekânsal örüntüleri belirlenmektedir. Bu çalışmalar, özellikle kurak ve yarı kurak ekosistemlerde arazi kullanımı ile bozulma arasındaki ilişkilerin anlaşılmasına ve sürdürülebilir arazi yönetimi için kritik alanların belirlenmesine katkı sağlamaktadır.
Arazi Bozulması Nötrleşmesi (Land Degradation Neutrality, LDN) kapsamında ise arazi kalitesindeki kayıpların ve kazanımların birlikte değerlendirilmesine yönelik nicel yaklaşımlar geliştirilmektedir. İklim, toprak, su, arazi örtüsü, sosyoekonomi ve arazi yönetişimi gibi bileşenlerin karşılıklı etkileşimleri dikkate alınarak arazi kalitesindeki değişimin değerlendirilmesi ve bozulmanın iyileştirme uygulamalarıyla dengelenmesi araştırılmaktadır.
İklim Değişikliği ve Etkileri
İklim değişikliğinin ekosistemler ve doğal kaynaklar üzerindeki etkileri; sıcaklık, yağış ve kuraklık değişimleri ile iklim–vejetasyon–topografya etkileşimleri çerçevesinde araştırılmaktadır. Özellikle orman ekosistemlerinin net birincil üretkenliğinin (NPP) iklim değişkenlerine ve aşırı iklim olaylarına verdiği tepkiler incelenmekte; uzaktan algılama ve mekânsal analiz yöntemleriyle bu değişimlerin zamansal ve mekânsal örüntüleri ortaya konulmaktadır. Anadolu ve dağlık ekosistemlerde yapılan çalışmalar, iklim değişikliğinin etkilerinin bölge, topoğrafya ve vejetasyon özelliklerine bağlı olarak önemli ölçüde farklılaşabildiğini göstermektedir.
İnsan-Toprak Etkileşimi
İnsan yaşamı, doğrudan ve dolaylı olarak toprağın işlevlerine bağlıdır. Toprağın fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikleri; bitkisel üretimi, besin elementlerinin bitkilere geçişini, gıda kalitesini ve dolayısıyla insan sağlığını etkiler. Bu kapsamda araştırmalarımda toprak verimliliği ve sağlığının gıda güvenliği, beslenme ve insan sağlığı ile ilişkisini; toprak özellikleri, besin elementlerinin bulunabilirliği ve çevresel koşulların mekânsal dağılımı üzerinden ele alıyorum.
İnsan–toprak etkileşiminin farklı ölçeklerde anlaşılması için mekânsal analiz ve jeoistatistiksel yaklaşımlardan yararlanıyorum. Bu çerçevede, toprak verimliliği ile insan sağlığı ve bilişsel gelişim arasındaki olası ilişkilerin araştırılması, toprak bilimini çevre, tarım ve insan refahı ile bir araya getiren disiplinlerarası bir yaklaşım sunmaktadır.