İnsan eliyle açılan yollar, yamaç ve havza ölçeğindeki doğal süreçlerle çok yönlü bir etkileşim içindedir. Yollar, jeomorfolojik süreçler üzerinde etkili olarak topografyanın evrimsel gelişimini değiştirmektedir. Yol yüzeyleri, doğal akış yollarını değiştirerek zemine sızmayı azaltmakta ve yüzey akışını artırmaktadır. Böylece yamaç dayanıklılığını, yer altı suyu rejimini ve havzadaki sediman hareketini doğrudan etkiler. Dik eğimli, yüksek yağış alan dağlık havzalarda bu etki daha da belirginleşmekte, doğal erozyon döngülerini etkilemekte veya değiştirebilmektedir. Ancak bu etkinin yol yüzey tipine (asfalt/toprak) göre nasıl farklılaştığı, yüksek irtifalı topografyalarda yeterince araştırılmamıştır.

Bu çalışma, Çayeli ilçesinde asfalt ve toprak dağ yollarının havzanın doğal sediman bağlantısallığını (Index of Connectivity, IC) ne ölçüde değiştirdiğini incelemektedir. Sediman bağlantısallığı, sayısal yükseklik modeli (DEM) tabanlı, literatürde yaygın olarak kullanılan bir indeksin dağlık havzalara uyarlanmış versiyonu ile hesaplanmıştır. Yol kazılarının hidrolojik etkisini temsil etmek için doğal senaryoya ek olarak üç farklı müdahale derinliği (2 m, 5 m, 10 m) modellenmiştir. IC değerleri asfalt (n=8755) ve toprak (n=15174) yol güzergâhları boyunca karşılaştırılmıştır.

Verilerin normal dağılım göstermemesi nedeniyle (Shapiro-Wilk testi, p<0.001) parametrik olmayan testler kullanılmıştır. Sonuçlar, yol geçen alanlardaki IC değerlerinin, altı karşılaştırmanın beşinde yolsuz alanlardan istatistiksel olarak anlamlı şekilde farklı (çoğunlukla yüksek) olduğunu göstermiştir (Wilcoxon testi, p<0.001). Böylece yollar, havzanın doğal sediman taşınım düzenini gerçekten ölçülebilir biçimde değiştirmektedir. Tek istisna, asfalt yollarda en derin müdahale senaryosunda (10 m) bu farkın istatistiksel olarak anlamlılığını kaybetmesidir (p=0.358). Bu durum, arazi modelleme sürecindeki teknik adımların çok derin müdahalelerde etkiyi kısmen azaltacağına işaret etmektedir.

Asfalt yollarda sediman bağlantısallığı, tüm derinlik senaryolarında toprak yollara kıyasla anlamlı ve tutarlı şekilde daha yüksek bulunmuştur (Mann-Whitney U testi, p<0.001). Bu farkın büyüklüğü senaryolar arasında benzer kalmıştır. Bu durum rastlantısal olmayıp, muhtemelen asfalt yüzeyin geçirimsiz doğasıyla ilişkili sistematik bir örüntüdür.

Antropojenik olarak yapılan yolların doğal prosesleri etkilemesinin yanı sıra ekolojik çıktıları da bulunmaktadır. Doğal, insan müdahalesi olmayan havzalarda heyelan ve çığ gibi kütlesel hareketler belirli periyotlarla gerçekleşmektedir. Bölgede yaşayan canlılar bu düzene evrimsel olarak uyum sağlamıştır. Yol yapımıyla beraber sediman girişi periyodik değil, kronik bir hal almaktadır. Bu durum, örneğin, dereye sürekli karışan ince malzemenin balık yumurtlama alanlarını doldurması, suyu bulanıklaştırması ve hassas su canlılarının yerini daha dayanıklı türlere bırakması gibi sonuçlar doğurabilmektedir. Yolların mikroklimatik denge açısından önemli ekolojik geçiş bölgeleri olduğu ve yol kenarlarındaki toprakların karbon tutumunun da dikkate alınması gerektiği göz önünde bulundurulmalıdır.

Sonuç olarak, bu çalışma, antropojenik jeomorfoloji perspektifinden yolların havza ölçeğinde sediman rejimini nasıl etkileyebileceğine dair kantitatif bir temel sunmaktadır. Bu bilgiler ışığında, dağlık havzalarda yol tipi ve güzergah kararlarının jeomorfolojik ve ekolojik etkiler göz önünde bulundurularak alınması gerektiğine işaret etmektedir.

Roads constructed by human intervention interact in multiple ways with natural processes at the hillslope and watershed scale. By influencing geomorphological processes, roads alter the evolutionary development of topography. Road surfaces modify natural flow paths, reducing infiltration into the ground and increasing surface runoff. This directly affects slope stability, the groundwater regime, and sediment movement within the watershed. This effect becomes more pronounced in steep, high-rainfall mountainous watersheds, where it can influence or alter natural erosion cycles. However, how this effect differs according to road surface type (asphalt/unpaved) remains insufficiently studied in high-elevation topographies.
This study examines the extent to which asphalt and unpaved mountain roads in Çayeli district alter the natural sediment connectivity (Index of Connectivity, IC) of the watershed. Sediment connectivity was calculated using a digital elevation model (DEM) based index, widely used in the literature, adapted for mountainous watersheds. To represent the hydrological effect of road incisions, three different intervention depths (2 m, 5 m, 10 m) were modeled in addition to the natural scenario. IC values were compared along asphalt (n=8,755) and unpaved (n=15,174) road routes.
Since the data did not show a normal distribution (Shapiro-Wilk test, p<0.001), non-parametric tests were used. Results showed that IC values along road segments were statistically significantly different (predominantly higher) from roadless areas in five of six comparisons (Wilcoxon test, p<0.001). Thus, roads genuinely and measurably alter the natural sediment transport regime of the watershed. The sole exception was that this difference lost statistical significance for asphalt roads at the deepest intervention scenario (10 m) (p=0.358). This indicates that technical steps in the terrain-modeling process may partially reduce the effect at very deep interventions.
Sediment connectivity on asphalt roads was found to be significantly and consistently higher than on unpaved roads across all depth scenarios (Mann-Whitney U test, p<0.001). The magnitude of this difference remained similar across scenarios. This is not coincidental, but likely reflects a systematic pattern related to the impervious nature of asphalt surfaces.
In addition to affecting natural processes, anthropogenically constructed roads also have ecological consequences. In natural watersheds without human intervention, mass movements such as landslides and avalanches occur at certain periodic intervals. Organisms living in the region have evolutionarily adapted to this regime. With road construction, sediment input shifts from periodic to chronic. This can result, for example, in fine sediment continuously entering streams, filling fish spawning gravels, increasing water turbidity, and causing sensitive aquatic species to be replaced by more tolerant ones. It should also be considered that roads are important ecological transition zones in terms of microclimatic balance, and that carbon sequestration in roadside soils must likewise be taken into account.
In conclusion, this study provides a quantitative basis, from an anthropogenic geomorphology perspective, for understanding how roads may affect the watershed-scale sediment regime. These findings indicate that decisions regarding road type and routing in mountainous watersheds should be made with consideration of both geomorphological and ecological impacts.