نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری جغرافیا و برنامه ریزی شهری دانشگاه آزاد اسلامی واحد نور

2 دانشیار گروه جغرافیا برنامه ریزی شهری دانشگاه آزاد اسلامی واحد نور، ایران

3 دانشیار، گروه آموزشی برنامه ریزی شهری، دانشکده برنامه ریزی و علوم محیطی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

4 استادیار گروه جغرافیای دانشگاه آزاد اسلامی واحد نور

10.22034/gp.2021.42841.2741

چکیده

در سیستمهای پیچیده شهری، ساختار اکولوژی نقش زیادی در تاب آوری زیست محیطی دارد. شهر بهشهر به عنوان یک شهر میانی در شمال کشور، به سبب رشد سریع جعیت و گسترش بی برنامه فضاهای شهری ، دچار تخریب بنیانهای اکولوژیکی سرزمین و به تبع آن مشکلات زیست محیطی فراوانی شده است. بر همین اساس هدف از این مطالعه بررسی روند تغییرات در وسعت و الگوی ساختاری پوشش اراضی شهر بر اساس تبیین ساختار اکولوژی شهری در طی 34 سال اخیر با استفاده از تکنیک سنجش از دور و متریکهای سیمای سرزمین شامل متریکهای Cohesion,MNN,LSI,MSI,MPS,ED,LPI,NP,PLAND,CAاست.طبقه بندی پوشش اراضی شهر با نرم افزار ENVI5.3و تحلیل سنجه های سیمای سرزمین در نرم افزار Fragstats v4.2.1 ، و در نهایت نقشه فضایی سنجه ها نیز در فضای نرم افزار Arc GIS انجام شد. نتایج بررسی تغییرات نقشه های کاربری اراضی نشان می دهد، لکه های ساخته شده در این بازه زمانی به دلیل افزایش جمعیت و تقاضا برای زمین و در نتیجه ، رشد شهرنشینی سالهای اخیر به میزان (68 درصد( افز ایش یافته است .اما سایر کاربری ها با روند کاهشی مواجه گشته، به طوری که اراضی زراعی(52 درصد ) و باغات و فضای سبز(31 درصد ) و اراضی بایر نیز، حدود (41) درصد کاهش یافته اند. نتایج تحلیل متریک های سیمای سرزمین نیز نشان میدهد که سیمای سرزمین شهر به مرور زمان، ریز دانه ، پیچیده و از نظر هندسی نامنظم تر شده و با کاهش پیوستگی، از هم گسیخته تر گردیده است. در واقع نتایج نشان می دهد که عناصر ساختار اکولوژیکی خصوصا لکه های زراعی، باغات و فضای سبز در شهر بهشهر از نظر نحوة ترکیب و توزیع فضایی دارای شرایط مطلوبی نیست و طی دورة زمانی مورد مطالعه از لحاظ وسعت، پیوستگی و ماهیت ترکیب و توزیع لکه های اکولوژیکی خصوصا لکه های زراعی دچار تخریب شدیدی شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Explanation of urban ecology structure in order to improvement environmental resilience using the analysis of landscape metrics (Case study of Behshahr city)

نویسندگان [English]

  • ebrahim zahedikelaki 1
  • Sadra Motevalli 2
  • hassan mahmoudzadeh 3
  • Gholamreza Ganbaz ghobadi 4

1 Ph.D. student geography and urban planning of Islamic Azad University, Noor Branch

2 Associate Professor, Department of Geography, Urban Planning, Islamic Azad University, Noor Branch

3 Associate professor, Department of Geography and urban planning

4 Assistant Professor, Department of Geography,noor

چکیده [English]

Introduction
 
The trend of urban change and subsequent changes in the ecological structure of Behshahr city during the last 34 years has caused many environmental problems. So that the horizontal expansion of the city to the four directions and consequently the increase of ecological footprint in this city has led to many changes in use, especially from agriculture and gardens within the city limits to residential and commercial, etc., which causes The destruction of the ecological foundations of the urban environment, the reduction of the capacity to absorb pollution and the intensification of pollution, the lack of green spaces compared to the built-up urban spaces, and finally the reduction of environmental resilience in this city. Accordingly, the purpose of this study is to investigate the trend of changes in the extent and structural pattern of urban land cover based on Explanation of urban ecology structure during the last 34 years using remote sensing techniques and landscape metrics.
 
Data and Method
 
The research method in the present study is analytical-descriptive. The data and information required for the research have been collected and processed through library and field studies. In order to identify and create land use maps and with the aim of examining the structural elements of Behshahr city, the images of TM and OLI sensors of Landsat 5 and 8 satellites related to June in two time periods (1986 and 2020) from the US Geological Survey ( USGS) was used. Also for combining bands, processing and classification of satellite images from ENVI 5.3 software, for measuring landscape metrics from Fragstats4.2.1 software, for preparing maps and data of other software, from Arc Gis10.7 software And Arcview3.2 and Excel software has been used to sort the data and prepare the charts.
Finally, using appropriate landscape metrics at two levels (class and landscape) including metrics, MNN, LSI, MSI, MPS, ED, LPI, NP, PLAND, CA Cohesion, changes in the ecological structure of Behshahr were evaluated.
 
Results and Discussion
 In this study, after processing the Landsat satellite images of the studied years (1986 and 2020), land use was classified into four classes: built-up lands, barren and gardens, and green spaces and agricultural lands.
According to the results obtained from land use changes, in 1986, lands built have the highest percentage of area, ie 470 hectares (38.5%) among land uses, and respectively agricultural lands, green space and barren in the next ranks. In 2020, the built-up land has grown significantly compared to 1986 and has reached 788 hectares (65%), and other uses, agriculture, green space and wasteland are in the next categories.
Also, the analysis of Behshahr Landscape metrics during the last 34 years shows that the metric value of the number of patches (NP) has increased from 599 in 1986 to 863 in 2020. In fact, the decrease in their number indicates fragmentation and The fragmentation of large agricultural spots, green spaces and gardens in the study area is due to the increase in urban construction. This reduces their sustainability and ecological performance. The average patches size (MPS) also shows a decreasing trend and has been reduced from 1.96 in 1986 to 1.43. In general, metric changes in the average patches size indicate an increase in degradation and thus a decrease in ecological resources in the study area.
The results of the research also show the fact that the metric value of the average distance of the nearest neighbor (MNN) of Behshahr landscape has increased in the last 34 years and has increased from 79.01 meters in 1986 to 84.69 meters in 2020. This justifies the reduction of connection and continuity of land use patches, especially agricultural lands, gardens and green space.
 
 
Conclusion
In general, one of the obvious results of examining the changes in land use maps of the two periods is as follows: Land use made in this period due to increasing population and demand for land and, consequently, urban growth in recent decades, with the most Area changes have increased and increased by (68%). But other land uses have been declining, so that ecological and green lands, agricultural lands (-52%) and gardens and green spaces (-31%). ) And barren lands have also decreased by about -41%.
The analysis of land landscape metrics also clearly shows the effects of human activities and urbanization on the environment, and the results indicate that the landscape of Behshahr city has become more complex, more geometrically complex and geometrically irregular, and with decreasing continuity, It has become more fragmented. In fact, the results of Cohesion, MNN, LSI, MSI, MPS, ED, LPI, NP, PLAND, CA metric analysis show that the studied land uses, especially agricultural lands, gardens and green space in Behshahr in terms of composition and distribution. The space does not have favorable conditions and during the period under study in terms of extent, continuity and nature of the composition and distribution of ecological patches, especially agricultural patches, has undergone a process of severe destruction. So that, changes in the amount of NP (number of patches) and MPS (average patches size) have been indicators of the formation of a downward trend and ultimately the destruction of the system, indicating that reducing the average size of patches, the destruction process in The system shows and in fact a genuine integrated patch has become a number of small patches and has lost its cohesion.
Also, the results of the study of land use continuity metrics (MNN and Choesion) show that in the mosaic network of urban ecological patches, especially agricultural lands, gardens and green space, while eliminating a large part of these patches and changing its use. On the one hand, the average distance between similar patches has increased over the last 34 years, and on the other hand, they do not have the necessary area.continuity and integration to provide ecological services to improve the environmental quality of Behshahr.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Urban Ecology
  • Environmental resilience
  • Landscape metrics
  • Behshahr city
  • پریور، پرستو؛ یاوری، احمدرضا.، ستوده، احد.،( 1387)، " تحلیل تغییرات زمانی و توزیع مکانی فضاهای سبز شهری تهران در مقیاس سیمای سرزمین" محیط شناسی، سال سی وچهارم، شماره 15، صص 84-73.
  • پریور، پرستو، یاوری، احمد رضا، فریادی، شهرزاد، ستوده، احد، 1388، تحلیل ساختار اکولوژیک سیمای سرزمین شهر تهران برای تدوین راهکارهای ارتقای کیفیت محیط زیست، محیط شناسی، سال سی و پنجم، شمارة ۵۱، صص56-45.
  • داداش پور، هاشم، عادلی، زینب(1394)، "سنجش ظرفیت­های تاب آوری در مجموعه شهری قزوین"، دو فصلنامه علمی پژوهشی مدیریت بحران، شماره هشتم،، صص84- 73.
  • داز، بی بی سارا ؛ غفاری گیلانده، عطا، خاوریان، حسن(1395)،" ارزیابی و تحلیل وضعیت فضای سبز شهری با استفاده از اصول اکولوژی سیمای سرزمین(مطالعه موردی: شهر گرگان( " پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته ی جغرافیا و برنامه ریزی شهری گرایش محیط زیست شهری، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه محقق اردبیلی.
  • رفیعیان، مجتبی و همکاران، (1390)، تبیین مفهومی تاب آوری و شاخص سازی آن در مدیریت سوانح اجتماع محور(CBDM)، برنامه ریزی و آمایش فضا، شماره چهارم، صص 41- 19.
  • ریاحی،وحید؛ روشنعلی، محمد و زاهدی کلاکی، ابراهیم، (1397)، "تحلیل جغرافیایی مراکز اقامتی )با تاکید بر هتلها( و نقش آن در توسعه گردشگری ( موطالعه موردی شهر بهشهر)"، مجله علوم جغرافیای، شماره 29، ص 202.
  • زبردست، لعبت؛ یاوری، احمدرضا؛ پریور، پرستو؛ ستوده، احد؛ 1394، " مقدمهای بر مفاهیم پایه اکولوژی سیمای سرزمین با کاربرد در برنامهریزی محیط زیست"، انتشارات آوای قلم، چاپ اول، تهران.
  • سبزقبائی، غلام رضا؛ دشتی، سولماز؛ جعرزاده، کاوه و بزم آرابلشتی، مژگان(1395)، " ارزیابی الگوهای چشم انداز شهری برای اندازه گیری اثرات شهرنشینی بر ساختار چشم انداز )مطالعه موردی: شهر کرمانشاه)، جغرافیا و پایداری محیط شمارۀ ،21، 50-35.
  • شعبانی، افشین؛ جعفری، شیرکو، معینالدینی، مظاهر؛ دانهکار، افشین؛ علمبیگی، امیر؛ (7931)، " مدلسازی رابطه فضای سبز شهری با آلودگی هوا، صوت و دما با استفاده از سنجه­های سیمای سرزمین" سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، دانشگاه آزاد اسلامی، سال نهم، شماره دوم، صص 59-75.
  • شماعی،علی؛آهار، حسن؛ جلالیان سید اسحاق(1397)"تحلیل الگوی رشد فضایی -زمانی شهرمراغه با استفاده از روشهای متریک فضایی"فصلنامه علمی پژوهشی و بین المللی انجمن جغرافیای ایران( ،دوره جدید، سال شانزدهم، شماره 56،ص 85.
  • صادقی بنیس، مژگان.، 1394، " استفاده از متریکهای منظر در بهسازی شبکه اکولوژیک شهری)مطالعه موردی شهر تبریز("باغ نظر، شماره 99، سال دوازدهم، صص 62-53.
  • صادقی بنیس، مژگان؛ بنایی، وحید؛ دارایش، رضوان، 1392 ،" استفاده از تحلیل گرادیان متریک­های منظر جهت بررسی تغییرات فضای سبز شهری )مطالعه موردی: شهر تبریز"(، فصلنامه جغرافیا و برنامه ریزی شهری چشم انداز زاگرس، سال پنجم، شماره 16، صص 20-7.
  • کرمی، آرش و فقهی، جهانگیر(1391)، " بررسی کمی کردن سنجه­های سیمای سرزمین )مطالعۀ موردی: استان کهگیلویه و بویر احمد(، محیط شناسی، سال 37، شماره 60، 88-79.
  • محمود زاده، حسن؛ مسعودی، حسن (1398)" تحلیلی بر تغییرات ساختاری سیمای سرزمین کلان شهر تبریز با استفاده از مبانی اکولوژی سیمای سرزمین و با تأکید بر مفهوم پیوستگی"آمایش سرزمین، دورة 11، شمارة دوم، صص 204-179.
  • محمود زاده،حسن و مسعودی، حسن، (1396)، اکولوژی شهری و شهرسازی اکولوژیک (بررسی مفاهیم، کارکردها و ارائه راهکارها)، همایش ملی شهرسبز با محوریت تکنولوژی و انرژی­های پاک درعمران، معماری و شهرسازی، ؛ تبریز-ایران.
  • میرسنجری، میر مهرداد و محمدیاری، فاطمه( 1396) " پایش تغییرات سیمای سرزمین با استفاده از تحلیل گرادیان مطالعة موردی: شهرستان بهبهان،جغرافیا و پایداری محیط، شمارة 22،   صص 83-96
  • هریسچیان، مهدی؛ محمودزاده، حسن؛ جعفری، حسن( 1396)" کاربرد راهبردهای پایداری اکولوژیک برای افزایش تاب آوری محیط زیست شهری (مطالعه موردی: شهرداری منطقه یک تبریز)"، پایان نامه کارشناسی ارشد، گروه جغرافیا و برنامه‌ریزی شهری، دانشکده برنامه ریزی و علوم محیطی، دانشگاه تبریز.
  • Botequilha,A.,Ahern,J. 2002. Applying landscape ecological concepts and metrics in sustainable landscape planning.Journal of Landacape and urban planning, 59:65-93.
  • Byomkesh, T., Nakagoshi, N., Dewan, A.M. 2012. Urbanization and Green Space Dynamics in Greater Dhaka, Bangladesh. Landscape and Ecological Engineering, 8(1):45-58.
  • Carvalho, F. M., Júnior, P. D. M., & Ferreira, L. G. (2009). The Cerrado into-pieces: Habitat fragmentation as a function of landscape use in the savannas of central Brazil. Biological conservation, 142(7), 1392-1403.
  • Cook, E.A. 2002. Landscape Structure Indices For assessing urban ecological networks. Landscape and urban planning 58, pp269-280
  • Ersoy, E., Jorgensen, A., & Warren, P. H. (2019). Identifying multispecies connectivity corridors and the spatial pattern of the landscape. Urban Forestry & Urban Greening, 40, 308-322.
  • Li, H., Fernandez, S.J., Ganguly, A., (2014). Racial Geography, Economic Growth and Natural Disaster Resilience. Geography and Natural Disasters, 4(2), 1-15.
  • Luck, M., & Wu, J. (2002). A gradient analysis of urban landscape pattern: a case study from the Phoenix metropolitan region, Arizona, USA. Landscape ecology, 17(4), 327-339.
  • Müllera, F, Bergmannb, M، Dannowskic, R، Dippnerd, J،W، Gnaucke, A، Haasef, P ،Marc، C، Jochimseng, P، Kasprzakh, I، Krönckei, R، Kümmerlinj, M،Küsterk, G، Lischeidc, H،Meesenburgl, C، Merzc, G، Millatm, J، Müllern, J،Padisáko, C،G، Schimmingp, H، Schubertq, M، Schultk, G، Selmeczyr, T، Shatwells, S، Stollf, M، Schwabet, T، Soltwedelb, D،Straileg, M، Theuerkaufk،2016، Assessing resilience in long-term ecological data sets، Journal of Ecological Indicators،65: 10–43.
  • Norman, W. (2012). Adapting to change: the role of community resilience. Young Foundation,5-52. Retrieved from: http:// youngfoundation.org /wp-content/uploads/2012/10/ Adapting-to-ChangeOctober-2012.pdf
  • Su, W., Gu, C., Yang, G., Chen, S., & Zhen, F. (2010). Measuring the impact of urban sprawl on natural landscape pattern of the Western Taihu Lake watershed, China. Landscape and Urban Planning, 95(1-2), 61-67.
  • Uy, P.D., Nakagoshi, N. 2007. Analyzing urban green space pattern and eco-network in Hanoi, Vietnam. Lanscape Ecological Engineering, 3:143-157.
  • Xiu, Na, Urban Green Networks, 2017, Faculty of Landscape Architecture, University of Uppsala, 22p.