Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Deniz Bilimleri Enstitüsü, Deniz Bilim (Osinografi) Anabilim Dalı, Türkiye
Tez Danışmanı: Ali Cemal Gücü
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: İngilizce
Özet:
Karadeniz hamsisi, Engraulis encrasicolus (Linnaeus, 1758), hızlı büyüyen, kısa ömürlü küçük pelajik bir balık türü olarak ekonomik açıdan öne çıkmakta ve tek başına Karadeniz'den yakalanan toplam balığın %60'ından fazlasını oluşturmaktadır. Karadeniz’deki ticari balıkçılıkta en çok hedeflenen türlerden olan hamsinin sürdürülebilir kullanımı amaçlanmakta ve bu nedenle son yıllarda yaşa dayalı bilimsel stok değerlendirme modelleri sonucu verilen tavsiyeler doğrultusunda yönetilmektedir. Yaşa dayalı bu modeller için popülasyonu temsil eden yaş verisi büyük önem taşımaktadır. Yapılan ilk değerlendirme çalışmalarından günümüze kadar yaş tayinlerinin doğruluğu ve bölgedeki ülkeler arasındaki tutarlılığı her zaman endişe kaynağı olmuştur. Bunun dışında balığın zaman içinde büyümesinin stoku yansıtır bir şekilde parametrize edilmesi de hem stokun genel durumu ve dayanıklılığı hem de modellerin daha güvenilir sonuçlar vermesi açısından önemli bir etken olagelmektedir. Balığın biyolojik yaşam öyküsünün çıkarımsandığı bu verilerin tutarlı ve hata payı en aza indirilmiş şekilde tahmin edilmesi modeldeki belirsizliklerin azaltılmasını da olanaklı kılmaktadır. Çünkü model zaten bu verilerin tamamen doğru olduğunu varsayarak işlem yapmaktadır.
Bunların yanı sıra, ‘Birim Stok’ bilgisi değerlendirme modellerinin yüzde yüz doğru olduğu varsayılan diğer bir ön kabulüdür. Bu nedenle yönetilecek stokun iyi tanımlanması bu ön kabulü de doğruya yaklaştırmaktadır. Karadeniz hamsisi stok yönetiminde süregelen ön kabul, Karadeniz hamsisi ile Azak hamsisinin ayrı stoklar olduğu ve asla karışmadıklarıdır. Ancak Karadeniz’deki hamsi göz önüne alındığında 20yy’nin başından bari süregelen Karadeniz ve Azak hamsisi stok ayrımı henüz net bir sonuca ulaşamamıştır. Yine de literatüre göre Karadeniz’de varlığı vurgulanan en az iki ayrı stokun bulunduğu söylenebilir. Fakat son genetik çalışmalar bu iki grup arasında genetik bir fark olmadığını vurgularken, farklılaşmalarını çevresel faktörlerin etkilerine bağlamaktadırlar. Bu da bölgesel stok ayrımlarını ön plana çıkarmıştır. Ancak, özellikle insan ve iklim kaynaklı değişimler göz önüne alındığında, bahsi geçen çevresel bariyerlerin ortadan kalkmasıyla bölgesel ayrımları iyice zorlaşmıştır. Bunun yanı sıra, bilinen iki hamsi grubunun farklı büyüme özelliklerine sahip olduğu literatürde kabul görmektedir. Ancak bu konuda yapılan kapsamlı bir çalışmaya ulaşılamamaktadır.
Bu tez çalışmasının nihai amacı Karadeniz’deki hamsinin sürdürülebilir yönetimine katkı sağlamak için yaş ve büyüme gibi parametrelerden kaynaklı belirsizliklerin en aza indirilerek stoku yansıtan verilere ulaşmaktır. Dahası Karadeniz’deki bahsi geçen farklı stokların büyüme bilgisi kullanılarak ayrımı yöntemi sorgulanmıştır. Bunun için balıkların iç kulaklarında bulunan, işitme ve denge organı olan küçük kalsiyum karbonat kristaller, otolitler, kullanılmıştır. Balıkçılık biliminde önemli bir araç olan otolit, balık yaşını, büyüme hızını, balığın çevresel koşullara verdiği tepkiyi ve en genel olarak popülasyon dinamiklerini anlamak için kullanılmaktadır. Elde edilen bu bilgiler, sürdürülebilir balıkçılık yönetimi için büyük önem arz etmektedir. Bu çalışmada hem yaş hem de büyüme bilgisi sağlamak amacıyla tüm Türkiye Münhasır Ekonomik Bölge’sini kapsayan 2012, 2013, 2014, 2015, 2016, 2018 ve 2020 yıllarında yapılan bilimsel deniz seferlerinde toplanan 3150 hamsi örneğinin sagittal otolitleri kullanılmıştır. Otolit yarıçapı ile toplam balık boyu arasında istatistiksel olarak anlamlı bir ilişki olduğu ortaya koyulmuştur (R2=0.92; p-değeri<.001). Sırasıyla, hızlı ve yavaş büyüme dönemlerinin izleri olan opak ve hiyalin halkalar yaş tayininde kullanılırken, bu halkaların otolit merkezinden uzaklıkları, yarıçapları, ölçülerek yaşa karşılık büyüme miktarları tespit edilmiştir. Bunun için toplam 3960 birikim yarıçap verisi ölçülmüştür.
Bu çalışma sonucunda model sonuçlarına doğrudan etki edecek iki ayrı çıktı üretilmiştir. Bunlardan ilki “Karadeniz hamsisi yaş okuma protokolü” dür. Bu protokol şu an tüm Karadeniz’de kullanılmaktadır ve bu sayede, standart ve karşılaştırıla bilinir yaş boy anahtarları üretilebilmektedir. Bir diğeri ise, stoku yansıtan daha doğru büyüme parametreleridir. Şimdiye kadar Karadeniz’de hamsi için yaşa karşılık ortalama balık boyu yöntemi ile elde edilen büyüme parametreleri genellikle yılın farklı zamanlarında toplanan örnekler kullanılarak tahmin edilmiştir. Bu yöntem, örneğin yılın hangi zamanında toplandığına bağlı olarak yaşa karşılık gelen boy bilgisinde kaymaya, dolayısıyla yapılan tahminlerde hataya neden olmaktadır. Ayrıca, stoka katılım boyundan daha küçük balıklar yakalanamadığı için büyüme eğrisi oluşturulurken gerçek olamayacak kadar küçük değerde t0 değerleri tahmin edilmekte, bu da büyüme tahminin güvenilirliğini azaltmaktadır. Tüm bu hata kaynaklarının önüne geçmek için bu çalışmada otolit üzerindeki tam yaşa karşılık gelen boy bilgisi ve sıfır yaşındaki boyu temsilen otolit merkez halkası birikim genişliği kullanılarak von Bertalanffy yöntemi ile büyüme parametreleri tahmini yapılmıştır. Bu yöntem ile güney Karadeniz’deki hamsi için Linf=12.9 cm, K=0.765, ve t0=-0.134 olarak bulunmuştur. Önerilen bu yöntem, hem zaten yaş bilgisi elde etmek için toplanan otolitlerden büyüme bilgisinin de elde edilebilmesini hem geçmişe dönük büyüme parametreleri tahmini mümkün kılmaktadır.
Geçtiğimiz son on yıllarda, Karadeniz çok önemli ekolojik değişimlere sahne olmuş ve bu değişimler pek çok canlı üzerinde önemli etkiler yaratmıştır. Hamsi de bu değişimlerden oldukça fazla etkilendiği bilinen bir türdür. Özellikle “birim stok” tanımını zorlaştıran Karadeniz’deki hamsi alt gruplarının varlığı da bu değişimlerin bir parçası olarak tartışılmaktadır. Bu çalışmada da birim stok ön kabulü tartışması için bugüne kadar yapılan, hala ulaşılabilir olan, çalışmalar derlenmiş ve Bölüm 2’de sunulmuştur. Bu derlemeden çıkarılan sonuca göre, Karadeniz'deki hamsi grupları çevresel ekotipler olarak tanımlanmıştır. Bu tez çalışmasında da farklı formların farklı büyüdüğü bilgisi ve büyümenin balığın çevresine verdiği bir tepki olduğu referansı ile hayatlarının ilk yıllarındaki büyüme oranlarına göre, ki bu toplam asimptotik büyümelerinin ~%72’sine karşılık gelmektedir, farklı grupların varlığı araştırılmıştır. İlk yıl büyüme bilgisi otolit üzerinde ilk yaşa karşılık gelen birikimin merkezden uzaklığı ölçülerek elde edilmiştir. Buna göre güney Karadeniz’de farklı büyüyen (ɸ1=2.05, ɸ2=2.29) iki ayrı hamsi grubu tespit edilmiş ve “Grup1” ve “Grup2” olarak isimlendirilmiştir (olabilirlik oranı testi; ki-kare-istatistik: p-değeri < .001, df=3). Buna göre, Bölüm3’te sunulan yönteme göre tahmin edilen büyüme parametreleri Grup 1 ve Grup 2 için sırasıyla Linf (cm) = 12.4 ve 12.1; K(1/yıl) =0.726 ve 1.347; t0 (yıl)= -0.145 ve-0.079 olarak bulunmuştur.
Son olarak, eğer balığın içine doğduğu ve geliştiği su farklı büyüyen grupları ortaya çıkaran faktör ise, hayatlarının ilerleyen dönemlerinde, bir kış deneyimledikten sonra da içgüdüsel olarak bu sulara benzer su kütlelerini tercih edecekleri hipotezi test edilmiştir. Bunun yanı sıra, bu çalışma kapsamında test edilen bir diğer hipotez ise tespit edilen farklı su kütlelerinin yılın yavru hamsilerinin büyümelerini de etkileyeceği idi. Bunun için yaz mevsimi (Temmuz-Ağustos) örnekleminin yapıldığı 2013, 2015 ve 2018 yıllarında toplam 363 ayrı istasyonda ölçülmüş sıcaklık, tuzluluk ve floresan değerleri ile hamsi örneklerinin yakalandığı 75 ayrı istasyonun çevresel su kütleleri karakterize edilmiştir. Buna göre her yıl için farklı karakterde ve faklı bölgeleri kapsayan ayrı su kütleleri tespit edilmiştir. Yaz mevsiminde toplanan otolitler, Bölüm 4’teki yöntemle gruplara ayrılmış ve hayatlarının ilk yıllarındaki büyümelerine göre farklı büyüyen iki ayrı grup tespit edilmiştir. Bunun yanında, örneklendiği anda tahmini doğum tarihi olan 1 Haziran’a göre henüz bir buçuk aylık civarında olan o yılın yavrularının otolit yarıçapları büyüme işareti olarak kullanılmıştır. Araştırma sonuçlarına göre, beklenenin aksine bir kış deneyimledikten sonra farklı büyüme özelliği gösteren ergin bireylerin havzada birbirine karıştığı ve tespit edilen farklı grupların belirli bir su kütlesini tercih etmedikleri saptanmıştır (ANOVA; p-değeri>0.05). Ancak sonuçlar göstermektedir ki her ne kadar ergin birey için içinde bulunduğu su kütlesinin bir önemi olmasa da yavrular için durum farklıdır. Örneklenen yılın yavrularının büyümesi ile içinde bulundukları su kütleleri arasında istatistiksel olarak anlamlı bir ilişki bulunmuştur (ANOVA; F (2, 515) = [3.863], p-değeri = 0.022). Ayrıca bu yavrular için yıl bazında ortalama büyümeye bakıldığında besin miktarındaki farkla öne çıkan 2015 yılında en yüksek ortalama yavru büyümesi tespit edilirken (M=0.818mm, SD= 0.184), en sıcak yıl olan 2018 yılında en düşük ortalama yavru büyümesi (M= 0.767mm, SD= 0.159) ölçülmüştür.
Sonuç olarak, stok yönetim perspektifi ile yapılan bu tez çalışmasında üretilen yaş okuma protokolü ile elde edilen/edilecek ve her yıl için oluşturulan yaş boy anahtarları ile model içi tertip takipleri mümkün olacak ve stoku yansıtan daha doğru bir model sonucu üretilebilecek. Otolit yöntemi ile elde edilen, belirsizliğin minimize edildiği büyüme tahminleri balıkçılık bağımlı ve bağımsız parametre tahmininde kullanılabilecek. Bu çalışmada balıkçılıktan bağımsız bilimsel araştırma otolit örnekleri ile farklı büyüyen hamsi grupları tespit edilmiştir. Av içindeki gruplar da yine aynı yöntemle yani zaten yaş okumak için toplanan otolitlerden elde edilen ilk yıl büyüme bilgileri ile tespit edilebilir. Böylelikle av içindeki farklı stokların oranları bulunabilecek ve buna göre stok yönetimi yapılabilecektir. Ayrıca, bu çalışma sonucunda Karadeniz hamsisi için yapılan birim stok varsayımlarının yeniden gözden geçirilmesi önerilmektedir. Ayrıca, stok yönetim planlarının oluşturulması sırasında, yavru hamsi popülasyonlarının, özellikle gelişiminin ilk aşamalarında olanların, kısa vadeli çevresel faktörlere karşı güçlü bir hassasiyet sergilediklerinin dikkate alınması tavsiye edilmektedir. Ayrıca, bu sonuçların daha sonra yapılacak olan iklim değişikliğinin hamsi büyümesi üzerine etkilerini inceleyen çalışmalar için, uzun vadede, temsili bir çerçeve çizdiği öngörülmektedir.