تحلیل روند تغییر خدمت تنظیمی ترسیب ‌کربن شهر تهران، متأثر از فرایندهای فضایی موزاییک سیمای سرزمین

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری آمایش محیط زیست، پژوهشکدة علوم محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، مربی گروه مهندسی فضای سبز دانشگاه سیستان و بلوچستان

2 دانشیار گروه برنامه‌ریزی و طراحی محیط، پژوهشکدة علوم محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، ایران

3 استادیار گروه برنامه‌ریزی و طراحی محیط، پژوهشکدة علوم محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، ایران

4 استادیار گروه برنامه‌ریزی مدیریت وآموزش محیط زیست، دانشکدة محیط زیست، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران

چکیده

مطالعة حاضر، با هدف تبیین راهبرد بوم‌شناختی‌ـ جامعه‌شناختی شبکة کاربری/ پوشش اراضی شهر تهران، سعی در شناخت فرایندهای فضایی تغییر الگوی موزاییک سیمای سرزمین و چگونگی تأثیر آن بر عملکرد ترسیب ‌کربن طی سه دهه بین 1990 ـ 2020 دارد. در این مطالعه، نقش سنجه‌های سیمای سرزمین در شناسایی تغییرات الگوی فضایی موزاییک سیمای سرزمین و تلفیق آن با داده‌های حاصل از مدل‌سازی خدمات اکوسیستمی اهمیت می‌یابد. در این زمینه، پس از بررسی روند تغییرات ساختاری‌ـ عملکردی موزاییک سیمای سرزمین با استفاده از مدل الگوریتم درخت تصمیم‌گیری و مدل InVEST به تحلیل پیچیدگی ارتباط بین الگوی فضایی سیمای سرزمین و کمیت خدمت تنظیمی ترسیب ‌کربن در دو سطح کلاس و سیمای سرزمین با استفاده از سنجه‌ها و داده‌های حاصل از مدل InVEST پرداخته شد. یافته‌ها نشان می‌دهند میزان خدمت تنظیمی ترسیب ‌کربن در همة دوره‌ها متأثر از فرایند فضایی «تجمع» در لکه‌های ساخت‌وساز روند کاهشی داشته است. همچنین در بازة زمانی 1990 ـ 2000 بیشترین میزان از دست رفتن ذخیرة کربن، به مقدار 291656 تن (58/9%)، به واسطة تأثیر فرایندهای فضایی «حذف» در اراضی سبز و «قطعه‌قطعه‌شدگی» در اراضی بایر رخ داده است. در فاصلة 2000 ـ 2010 و 2010 ـ 2020 نیز کاهش مقدار ذخیرة کربن برابر با میزان 182209 (62/6%) و 159688 (22/6%) تن بوده است. در این زمینه، تأثیر تغییر شاخص تعداد لکه در اراضی سبز و بایر برای همة دوره‌ها با افزایش ریزدانگی همراه بوده است که بیانگر وجود رابطه‌ای معکوس با میزان ترسیب ‌کربن است. از سوی دیگر، کاهش سایر سنجه‌ها در خصوص اراضی سبز و بایر از وجود رابطه‌ای مستقیم با از دست رفتن میزان ترسیب ‌کربن در بازة زمانی یادشده نشان دارد. در سطح سیمای سرزمین نیز کاهش ناهمگنی و ساده‌سازی الگوی فضایی موزاییک سیمای سرزمین منجر به کاهش میزان ترسیب ‌کربن شده است. از این منظر، لازم است شناخت فرایندهای فضایی مؤثر بر الگوی ساخت سیمای سرزمین در اولویت تکمیل فرایند ارزیابی تأثیرات توسعة شهری بر جریان خدمات تنظیمی ترسیب‌ کربن قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


سجادی قائم‌مقامی، ساره‌السادات؛ رومینا سیاح‌نیا؛ نغمه مبرقعی دینان؛ مجید مخدوم‌فرخنده (1400). «ارزشیابی پیامدهای رشد شهری بر خدمت اکوسیستمی ذخیرة کربن (مطالعة موردی: زیرحوزه‌های آبریز شهر کرج)»، سنجش از دور و سامانة اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 12(1)، ص 20 ـ 37.
صمدی، علی؛ سید یعقوب موسوی؛ مصطفی ازکیا (1398). «تحلیل جامعه‌شناختی‌ـ کالبدی فضاهای عمومی شهری (مطالعة موردی: کلان‌شهر تهران)»، شهر پایدار، 2(4)، ص 101 ـ 114.
فدائی، انسیه؛ میرمهرداد میرسنجری؛ محمدجواد امیری (1399). «مدل‌سازی خدمات اکوسیستمی مبتنی بر تغییرات پوشش و کاربری سیمای سرزمین با به‌کارگیری نرم‌افزار InVEST در منطقة حفاظت‌شدة جهان‌نما (مورد مطالعه: خدمت اکوسیستمی ترسیب کربن)»، آمایش سرزمین، 12(1)، ص 153 ـ 173.
محقق، میرسعید؛ نغمه مبرقعی دینان؛ علی‌رضا وفائی‌نژاد؛ سهیل سبحان‌اردکانی؛ سید مسعود منوری (1399). «بررسی تغییرات بوم‌سازگان با استفاده از سنجه‌های سیمای سرزمین و ترسیب کربن شهر تهران»، محیط‌شناسی، 46(1)، ص 1 ـ 18.
محمودی، ابراهیم؛ محمد مهدوی؛ محمدرضا جوادی (1392). «توان ترسیب کربن خاک در انواع کاربری اراضی اکوسیستم (مطالعة موردی: حوزة آبخیز میدان اسفراین)»، اکوسیستم‌های طبیعی ایران, 3(3)، ص 100 ـ 113.
مرکز آمار ایران (1395). ویژگی‌های جمعیتی، اجتماعی و اقتصادی مناطق 22گانة تهران در سرشماری سال‌های 1390 و 1395، ریاست‌جمهوری، سازمان برنامه و بودجة کشور.
واحدیان‌بیکی، لیلا؛ احمد پوراحمد؛ فرانک سیف‌الدینی (1390). «اثر توسعة فیزیکی شهر تهران بر تغییر کاربری اراضی منطقة 5»، نگرش‌های نو در جغرافیای انسانی، 4(1)، ص 29 ـ 46.
References
Ariluoma, M., Ottelin, J., Hautamäki, R., Tuhkanen, E. M., & Mänttäri, M. (2021). "Carbon sequestration and storage potential of urban green in residential yards: A case study from Helsinki", Urban Forestry and Urban Greening, p. 57 [126939].
Arnold, J., Kleemann, J., Fürst, C. (2018). "A Differentiated Spatial Assessment of Urban Ecosystem Services Based on Land Use Data in Halle, Germany", Land, 7(3), p. 101.
Bagstad K, J., Semmens D, J., Waage, S. (2013). "A comparative assessment of decision-support tools for ecosystem services quantification and valuation", Ecosystem Services, 5, pp. 27-39.
Bogaert, J., Ceulemans, R., & Salvador-Van Eysenrode, D. (2004). "Decision Tree Algorithm for Detection of Spatial Processes in Landscape Transformation", Environmental Management, 33(1), pp. 62–73.
Churkina, G. (2016). "The Role of Urbanization in the Global Carbon Cycle", Frontiers in Ecology and Evolution, 3, p. 144.
Chun, J., Kim, C. K., Kang, W., Park, H., Kim, G., Lee, W. K. (2019). "Sustainable Management of Carbon Sequestration Service in Areas with High Development Pressure: Considering Land Use Changes and Carbon Costs", Sustainability, 11(18), p. 5116.
Costanza, R. (2008). "Ecosystem services: multiple classification systems are needed", Biological Conservation, 141, pp. 350-352.
Daba, M. H., & Dejene, S. W. (2018). "The role of biodiversity and ecosystem services in carbon sequestration and its implication for climate change mitigation", Environmental Sciences and Natural Resources, 11(2), pp. 1-10.
Daily, G., Polasky, S., Goldstein, J., Kareiva, P., Mooney, H., Pejchar, L., Ricketts, T., Salzman, J., Shallenberger, R. (2009). "Ecosystem services in decision making: time to deliver", Frontiers in Ecology and the Environment, 7, pp. 21-28.
Dampha, N. K. (2021). "Change detection (1985-2020): Projections on land-use land cover, carbon storage, sequestration, and valuation in Southwestern Gambia", Sustainable Environment, 7(1), p. 1875556.
Davies, Z., Edmondson, J., Heinemeyer, A., Leake, J., Gaston, K. (2011). "Mapping an urban ecosystem service: Quantifying above-ground carbon storage at a city-wide scale", Journal of Applied Ecology, 48, pp. 1125-1134.
Edmondson J.L., Davies, Z.G., McHugh, N., Gaston KJ, Leake J.R. (2012). "Organic carbon hidden in urban ecosystems", Scientific Reports, 2, p. 963.
Edmondson, J.L., Davies, Z.G., McCormack, S.A., Gaston, K.J., Leake, J.R. (2014). "Land-cover effects on soil organic carbon stocks in a European city", Science of the Total Environment, 472, pp. 444–453.
Fadaei, E., Mirsanjari, M., Amiri, M. (2020). "Modeling of ecosystem services based on land cover change and land use using InVEST software in Jahannama conservation area (Case: carbon sequestration ecosystem service)", Town and Country Planning, 12(1), pp. 153-173. (In Persian).
Honeck, E., Sanguet, A., Schlaepfer, M.A., Wyler, N., Lehmann, A. (2020). "Methods for identifying green infrastructure", SN Applied Sciences, 2, 1916, pp. 1-25.
He, C., Zhang, D., Huang, Q., & Zhao, Y. (2016). "Assessing the potential impacts of urban expansion on regional carbon storage by linking the LUSD-urban and InVEST models", Environmental Modelling and Software, 75, pp. 44–58.
Hutyra, L.R., Yoon, B., Hepinstall-Cymerman, J., & Alberti, M. (2011). "Carbon consequences of land cover change and expansion of urban lands: A case study in the Seattle metropolitan region", Landscape and Urban Planning, 103(1), pp. 83–93.
Kindu, M., Schneider, T., Teketay, D., Knoke, T  (2016). "Changes of ecosystem service values in response to land use/land cover dynamics in Munessa–Shashemene landscape of the Ethiopian highlands[J]", Science of the Total Environment, 547, pp. 137-147.
Li, Z.T., Yuan, M.J., Hu, M.M., Wang, Y.F., Xia, B.C. (2019). "Evaluation of ecological security and influencing factors analysis based on robustness analysis and the BP-DEMALTE model: A case study of the Pearl River Delta urban agglomeration", Ecological Indicators, 101, pp. 595–602.
Lindén, L., Riikonen, A., Setälä, H., Yli-Pelkonen, V. (2020). "Quantifying carbon stocks in urban parks under cold climate conditions", urban forestry and Urban Greening, Vol 49. P. 126633.
Mahmoudi, E., & Mahdavi, M., & Javadi, M. (2013). "Soil carbon sequestration potential of land use types of the ecosystem (Case study: Maydan Watershed, Esfarayen, Northern Khorasan) ". Natural Ecosystems of Iran, 3(3), pp. 100-113. (In Persian).
McGarigal K, Cushman SA, Ene E. (2012). FRAGSTATS v4: spatial pattern analysis program for categorical and continuous maps. University of Massachusetts, Amherst.
MEA [Millennium Ecosystem Assessment]. (2005). Ecosystems and Human Well-being: Synthesis. Island Press, Washington, DC.
Moarrab, Y., Salehi, E., Amiri, M., Hovidi, H. (2021). "Spatial–temporal assessment and modeling of ecological security based on land-use/cover changes (case study: Lavasanat watershed)", International Journal of Environmental Science and Technology. 10.1007/s13762-021-03534-5.
Mohaqeq, M., Mobarghei Dinan, N., Vafaeinejad, A., sobhan ardakani, S., Monavvari, S. (2020). "Investigating the changes of the sazandan canopy ecosystems using the landmarks and carbon mapping of Tehran", Journal of Environmental Studies, 46(1), pp. 1-18. (In Persian).
Muñoz-Vallés, S., Cambrollé, J., Figueroa-Luque, E., Luque, T. Luque, Niell, F.X., Figueroa, M. E (2013). "An approach to the evaluation and management of natural carbon sinks: From plant species to urban green systems", Urban forestry & urban greening, 12, pp. 450-453.
Nowak, D.J., Crane, D.E. (2002). "Carbon storage and sequestration by urban trees in the USA", Environmental Pollution, 116(3), pp. 381-389.
Ongsomwang, S., Pattanakiat, S., Srisuwan, A. (2019). "Impact of Land Use and Land Cover Change on Ecosystem Service Values: A Case Study of Khon Kaen City, Thailand", Environment and Natural Resources Journal, 17. pp. 43-58.
Paloheimo, E., Salmi, O. (2013). "Evaluating the Carbon Emissions of the Low Carbon City: A Novel Approach for Consumer Based Allocation", Cities, 30, pp. 233–239.
Ruckelshaus, M., McKenzie, E., Tallis, H. (2015). "Notes from the field: lessons learned from using ecosystem service approaches to inform real-world decisions", Ecological Economics, 115, pp. 2-11.
Sadat, M., Zoghi, M., Malekmohammadi, B. (2020). "Spatiotemporal modelling of urban land cover changes and carbon storage ecosystem services: case study in Qaem Shahr County, Iran", Environment, Development and Sustainability, 22, pp. 8135-8158.
Sajjadi Ghaemmaghami, S., Sayahnia, R., Mobarghei Dinan, N., Makhdoum Farkhondeh, M. (2021). "Evaluating the implications of urban growth on carbon fixation ecosystem services (Case study: Karaj Subcatchments) ", Journal of RS and GIS for Natural Resources, 12(1), pp. 20-37.  (In Persian).
Samadi, A., Mousavi, Y., Azkia, M. (2020). "Sociological and Physical Analysis of Urban Public Spaces (Case Study: Tehran City) ", Sustainable city, 2(4), pp. 101-114. (In Persian).
Solomon, N., Pabi, O., Annang, T., Asante, I.  K., & Birhane, E. (2018). "The effects of land cover change on carbon stock dynamics in a dry Afromontane forest in northern Ethiopia", Carbon Balance Manage, 13, p. 14.
Staddon, C., Ward, S., De Vito, L., Zuniga-Teran, A., Gerlak, A. K., Schoeman, y., Hart, A., Booth, G. (2018). "Contributions of green infrastructure to enhancing urban resilience", Environment Systems and Decisions, 38, pp. 330–338.
Statistics Center of Iran (2015). Demographic, social and economic characteristics of the 22 districts of Tehran in the 2011 and 2016 censuses, the presidency, the country's program and budget organization. (In Persian).
Sun X, X., Yang G, S., Ou W, X., Xu X, B. (2014). "Impacts of Cropland Change on Ecosystem Servicesin the Taihu Lake Basin", Journal of Natural Resources, 29, pp. 1675-1685.
Teferi, E., Uhlenbrook, S., Bewket, W., Wenninger, J., Simane, B. (2010). "The use of remote sensing to quantify wetland loss in the Choke Mountain range, Upper Blue Nile basin, Ethiopia", Hydrology and Earth System Sciences, 14(12), pp. 2415-2428.
Vahedian Beiki, L., Pourahmad, A., Seifolddini, F. (2012). "Effect of physical development of Tehran city in chance of land use in region 5", Journal of human Geography, 4(1), PP. 29-46. (In Persian).
Wang, X., Mell, I. (2019). "Evaluating the challenges of eco-city development in China: a comparison of Tianjin and Dongtan eco-cities", International Development Planning Review, 41(2), PP. 215-242.
Yan, Y., Zhang, C., Hu, Y., Kuang, W. (2016). "Urban Land-Cover Change and Its Impact on the Ecosystem Carbon Storage in a Dryland City", Remote Sensing. 8(1):6, PP. 1-18.
Zhang, C., Tian, H., Chen, G., Chappelka, A., Xu, X., Ren, W., et al. (2012). "Impacts of urbanization on carbon balance in terrestrial ecosystems of the Southern United States". Environmental Pollution, 164, PP. 89–101.
Zhang, F., Xu, N., Wang, C., Wu, F., Chu, X. (2020). "Effects of land use and land cover change on carbon sequestration and adaptive management in Shanghai, China". Physics and Chemistry of the Earth, 120, p.102948.