ارزشیابی پیامدهای رشد شهری بر خدمت اکوسیستمی ذخیره کربن (مطالعه موردی: زیر حوزه های آبریز شهر کرج)

سنجش‌ازدور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی

مقاله 2، دوره 12، شماره 1 - شماره پیاپی 42، فروردین 1400، صفحه 20-37   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/girs.2021.677995

نویسندگان

ساره السادات سجادی قائم مقامی¹؛ رومینا سیاح نیا^{* 2}؛ نغمه مبرقعی دینان³؛ مجید مخدوم فرخنده⁴

¹کارشناسی ارشد برنامه ریزی محیط زیست، پژوهشکده علوم محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

²استادیار گروه برنامه ریزی و طراحی محیط ، پژوهشکده علوم محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

³دانشیار گروه برنامه ریزی و طراحی محیط ، پژوهشکده علوم محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

⁴استاد گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

پیشینه و هدف در دهه ­های اخیر، اکوسیستم ­های طبیعی به دلیل رشد روزافزون جمعیت و افزایش تقاضا به ‌منظور فراهم نمودن امکانات لازم برای تأمین رفاه بشر دستخوش تغییرات اساسی شده است. ازآنجایی‌که این تغییرات عموماً با تخریب محیط همراه است، همواره باید نگران خسارات وارد بر اکوسیستمی بود که خود پشتیبان حیات بشر می ­باشد. بنابراین نگهداری و حفاظت از اکوسیستم ها برای دستیابی به تعادل، توازن و هماهنگی بین جامعه انسانی و اکوسیستم و خدمات کارکردی آن­ها حیاتی می ­باشد. خدمات اکوسیستمی پتانسل این را دارد که به عنوان ابزار اصلی برای سیاست گذاری ها و تصمیم گیری ها در سطح جهانی، ملی، منطقه ای و محلی در نظر گرفته شود. با استفاده از خدمات اکوسیستمی، برنامه ­های کاربردی متعددی را از جمله مدیریت پایدار منابع طبیعی، بهینه ­سازی استفاده از زمین، حفاظت محیط زیست، حفاظت و بازسازی طبیعت، برنامه ریزی سیمای سرزمین، راه حل­های طبیعت پایه، حفاظت آب و هوا، کاهش خطر بلایا، آموزش محیط زیست و تحقیقات پیرامونی، می توان به دنبال داشت. بااین‌حال ارتباط بین فرایندها و عملکردهای اکوسیستمی و رفاه بشر پیچیده بوده و می بایست به‌منظور ارزیابی این ارتباطات و ارزش‌گذاری منافع یک رویکرد چندجانبه و پیشگیرانه اتخاذ کرد. هدف از این پژوهش، بررسی روند تغییرات خدمات اکوسیستمی در روند رشد و توسعه شهری، ارزشگذاری خدمات اکوسیستمی و پیامدهای رشد شهری بر خدمت اکوسیستمی ذخیره کربن در محدوده مطالعاتی زیر حوزه­های آبریز شهر کرج در دوره زمانی (قبل و پس از توسعه بی‌رویه) است.
مواد و روش ­ها نقشه سازی خدمات اکوسیستمی ابزاری کارآمد برای بهبود برنامه‌ریزی سرزمین و کاربری اراضی است. ارزش‌گذاری این خدمات می­تواند عاملی مؤثر و روشی امیدوارکننده در تبیین ارتباط بین خدمات، جامعه و اقتصاد بوده و در سیستم هزینه-منفعت سیاست­ گذاری­ ها جهت احیا و مدیریت محیط­زیست نقش مؤثری داشته باشد. در این مطالعه، به بررسی خدمت ذخیره کربن در سه زیر حوزه آبریز استان البرز، کرج، هشتگرد و اشتهارد پرداخته شد. از آن­جایی که منطقه مورد مطالعه، تقریباً دو سوم فضای استان را در بر می­ گیرد، لذا در بررسی ویژگی ­های منطقه مورد مطالعه همان ویژگی­ های استان البرز ذکر شده است. در راستای این پژوهش، ابتدا نقشه­ های کاربری اراضی محدوده مطالعاتی با استفاده از نرم افزارهای ترست و سامانه اطلاعات جغرافیایی و  تصاویر ماهواره لندست (تصاویر سنجنده TM ماهواره لندست 5 سال 1988، سنجنده ⁺ETM ماهواره لندست 8 سال 2018) و روش طبقه‌بندی نظارت‌شده برای دو دوره زمانی 1988 و 2018 در چهار طبقه پوشش گیاهی، فضای انسان ساخت، محیط آبی و فضای ساخته نشده تهیه شد. پس از تهیه نقشه کاربری اراضی صحت نقشه‌ها با استفاده از نرم‌افزار گوگل ارث و بازدید میدانی موردبررسی قرار گرفت. سپس با استفاده از نقشه کاربری اراضی، نقشه خدمت اکوسیستمی ذخیره کربن با استفاده از نرم­افزار اینوست استخراج و درنهایت با استفاده از اطلاعات میزان کربن خاک، کربن روی زمین، زیرزمین و بافت مرده ارزش‌گذاری شد.
نتایج و بحث نتایج حاکی از آن بود که بیشترین تغییرات در نقشه‌های کاربری اراضی متعلق به فضای ساخته نشده و فضای انسان‌ساخت است که به ترتیب کاهش 16 درصدی و افزایش 11 درصدی را نشان می‌دهد. در خصوص خدمت ذخیره کربن نیز، با توجه به نقشه­ های بدست آمده در دوسال، در بخش مرکزی منطقه که شاهد رشد زمین­ های کشاورزی بوده است، مقدار ذخیره کربن نیز افزایش یافته است. حداکثر ذخیره کربن، با سهم حدودی 78377470 تن در هکتار در سال 1988 و 72618450 تن در هکتار در سال 2018، متعلق به حوضه تهران کرج بوده وکمترین با سهم حدودی 36078497 تن در هکتار در سال 1988 و 34606913 تن در هکتار در سال 2018، متعلق به اشتهارد است. درمجموع ارزش از حدود 14163 میلیارد ریال در تن بر هکتار از سال 1988 به حدود 13163 میلیارد ریال در سال 2018 رسیده است که در جهت منفی پیش رفته است. اگرچه در مکان­ های مختلف میزان ذخیره کربن متفاوت بوده و تغییر کرده است، مقدار حداکثری ذخیره کربن در طول این مدت بدون تغییر بوده است؛ چراکه فضای ساخته نشد‌ه همچنان وجود دارد.
نتیجه گیری استفاده از ارزش‌گذاری خدمات اکوسیستم لزوماً به معنی کاهش ارزش خدمت در روند توسعه نیست، بلکه بدین معنا است که با استفاده از این رهیافت می ­توان برای بهبود برنامه‌ریزی توسعه برای حفظ و بهبود کیفیت اکوسیستم استفاده کرد. درواقع می ­توان گفت که این رهیافت می‌تواند به‌عنوان یک حلقه واسط برای پیوند دادن بخش‌های انسان‌شناختی و بخش بوم‌شناختی تحت یک چارچوب برنامه‌ای و مدیریتی واحد مورداستفاده قرار گیرد.

http://dorl.net/dor/20.1001.1.26767082.1400.12.1.2.3

کلیدواژه‌ها

خدمات اکوسیستمی؛ کاربری اراضی؛ رشد شهری؛ ترست؛ سنجش‌ازدور؛ کرج

مراجع

Arkhi S, Isfahani M. 2015. A visual Learning to IDRISI Selva. Golestan University, 336 p. (In Persian).

Asadolahi Z, Salmanmahiny A, Mirkarimi H. 2015. Modeling the Supply of Sediment Retention Ecosystem Service (Case study: Eastern Part of Gorgan-Rud Watershed). Quarterly Journal of Environmental Erosion Research, 5(3): 61-75. (In Persian).

Burkhard B, Maes J. 2017. Mapping ecosystem services. Advanced books, 1: e12837.

Chan KMA, Terre S, Joshua G. 2012. Rethinking ecosystem services to better address and navigate cultural values. Ecological Economics, 74: 8-18. doi:https://doi.org/10.1016/j.ecolecon.2011.11.011.

Costanza R, d'Arge R, De Groot R, Farber S, Grasso M, Hannon B, Limburg K, Naeem S, O'neill RV, Paruelo J. 1997. The value of the world's ecosystem services and natural capital. Nature, 387(6630): 253-260.

Costanza R, d'Arge R, De Groot R, Farber S, Grasso M, Hannon B, Limburg K, Naeem S, O'Neill RV, Paruelo J. 1998. The value of ecosystem services: putting the issues in perspective. Ecological Economics, 25(1): 67-72.

Costanza R, Rudolf, Leon B, Ida K, Lorenzo F, Paul S, Steve F, Monica G. 2017. Twenty years of ecosystem services: How far have we come and how far do we still need to go? Ecosystem Services, 28: 1-16. doi:https://doi.org/10.1016/j.ecoser.2017.09.008.

De Groot RS, Matthew AW, Roelof MJB. 2002. A typology for the classification, description and valuation of ecosystem functions, goods and services. Ecological Economics, 41(3): 393-408. doi:https://doi.org/10.1016/S0921-8009(02)00089-7.

Egoh B, Drakou EG, Dunbar MB, Maes J, Willemen L. 2012. Indicators for mapping ecosystem services: a review. European Commission, Joint Research Centre (JRC). http://dx.doi.org/10.2788/41823.

Fatemi TS, Madnipour KM, Hashemi S. 2015. Estimating changes in forest cover in the Rudsar county by using neural network and maximum likelihood methods. Journal of RS and GIS for Natural Resources 6(2): 33-43. (In Persian).

Häyhä T, Pier Paolo F, Alessandro P, Brian DF. 2015. Assessing, valuing, and mapping ecosystem services in Alpine forests. Ecosystem Services, 14: 12-23. doi:https://doi.org/10.1016/j.ecoser.2015.03.001.

Heal GM BE, Boyle KJ, Covich AP, Gloss SP, Hershner Carlton H, Hoehn John P, Pringle Catherine M, Polasky S, Segerson K, Shrader-Frechette K. 2005. experts.umn.edu, http://www.nap.edu/books/030909318X/html.

Helmy A, El-Taweel GS. 2010. Neural network change detection model for satellite images using textural and spectral characteristics. American Journal of Engineering and Applied Sciences, 3(4). doi:https://doi.org/10.3844/ajeassp.2010.604.610.

Hosseini Nejad S, Taheri G. 2015. Investigating the environmental situation in energy consuming sectors. Statistic Journal, 2(5): 16-20. (In Persian).

Hosseini S, Amirnejad H, Oladi J. 2017. The Valuation of Functions and Services of Forest Ecosystem of Kiasar National Park. Agricultural Economics, 11(1): 211-239. (In Persian).

Kazemi M, Mahdavi Y, Nohegar A, Rezaie P. 2011. Estimate land use and land cover change using RS and GIS techniques (Case Study: Tangeh-Bostanak watershed, Shiraz). Journal of RS and GIS for Natural Resources (Journal of Applied RS and GIS Techniques in Natural Resource Science), 2(1): 101-110. (In Persian).

Mobarghai DN. 2009. Modeling and application of the spatial valuation pattern of forest ecosystem services using Geographical Information System (Case study: Kheiroudkenar forest- Noushar). Ph.D thesis, Department of Environment Planning, University of Tehran, 287 p. (In Persian).

Mohammadi S, Habashi K, Pormanafi S. 2018. Monitoring and prediction land use/land cover changes and its relation to drought (Case study: sub-basin Parsel B2, Zayandeh Rood watershed). Journal of RS and GIS for Natural Resources, 9(1): 24-39. (In Persian). .

Natasha N, Alessandro P, Fabio P, Madeleine G, Pier Paolo F. 2018. Assessing, valuing and mapping ecosystem services at city level: The case of Uppsala (Sweden). Ecological Modelling, 368: 411-424. doi:https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2017.10.013.

Pauchard K, Núñez M, León C, Pliscoff P, Squeo F, Armesto JJ. 2017. A framework for the classification Chilean terrestrial ecosystems as a tool for achieving global conservation targets. Biological Conservation, 26: 2857–2876. doi:https://doi.org/10.1007/s10531-017-1393-x.

Peng J, Lu T, Yanxu L, Mingyue Z, Yi'na H, Jiansheng W. 2017. Ecosystem services response to urbanization in metropolitan areas: Thresholds identification. Science of The Total Environment, 607-608: 706-714. doi:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.06.218.

Schröter D, Cramer W, Leemans R, Prentice IC, Araújo MB, Arnell NW, Bondeau A, Bugmann H, Carter TR, Gracia CA. 2005. Ecosystem service supply and vulnerability to global change in Europe. science, 310(5752): 1333-1337. doi:https://doi.org/10.1126/science.1115233.

Sukhdev P, Wittmer H, Schröter-Schlaack C, Nesshöver C, Bishop J, Brink Pt, Gundimeda H, Kumar P, Simmons B. 2010. The economics of ecosystems and biodiversity: mainstreaming the economics of nature: a synthesis of the approach, conclusions and recommendations of TEEB. vol 333.95 E19. UNEP, Ginebra (Suiza).

TEEB. 2010. Mainstreaming the Economics of Nature. A Synthesis of the Approach, Conclusions and Recommendations of TEEB. Earthscan, London and Washington, 280 p.

Timothy GW, James DW, Nicola Z, Kurt HR. 2009. A multi-scale method of mapping urban influence. Environmental Modelling & Software, 24(10): 1252-1256. doi:https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2009.03.006.

Wu J. 2014. Urban ecology and sustainability: The state-of-the-science and future directions. Landscape and Urban Planning, 125: 209-221. doi:https://doi.org/10.1016/j.landurbplan.2014.01.018.

Zhang D, Qingxu H, Chunyang H, Jianguo W. 2017. Impacts of urban expansion on ecosystem services in the Beijing-Tianjin-Hebei urban agglomeration, China: A scenario analysis based on the Shared Socioeconomic Pathways. Resources, Conservation and Recycling, 125: 115-130. doi:https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2017.06.003.