بوم شناسی سیمای سرزمین

امروزه کلان شهرها با دربرگرفتن حجم عظیمی از جمعیت به نقاط کانونی تولید و مصرف بدل شده اند. این مسئله از یک سو دلایل رشد و توسعه سریع این کلان شهرها و مناطق حاشیه آنها را فراهم آورده و از سوی دیگر، مخاطراتی را در زمینه نحوه و چگونگی این توسعه در برابرشان قرار داده است. بدون شناخت و برنامه ریزی دقیق، کلان شهرها در پیامدهای منفی خود در حوزه های محیط زیست، منابع طبیعی، سلامت انسانی و ابعاد اجتماعی و اقتصادی زندگی شهری غرق خواهند شد. بنابراین، پایش الگوهای فضایی- زمانی رشد شهری دارای اهمیتی حیاتی برای برنامه ریزی شهری و توسعه پایدار، به ویژه در کشورهای در حال توسعه است. هدف اصلی این مطالعه، بررسی تغییرات فضایی- زمانی الگوی کاربری/ پوشش اراضی در کلان شهر تهران و پیرامون آن در چهار دهه گذشته با استفاده از سنجش از دور و رویکرد بوم شناسی سیمای سرزمین است. برای تولید نقشه های کاربری/ پوشش اراضی از تصاویر ماهواره ای لندست استفاده شده است. تحلیل الگوها نیز در قالب رویکرد بوم شناسی سیمای سرزمین و با استفاده از متریک های فضایی انجام گرفته است. نتایج نشان می دهد که بیشترین افزایش در اراضی ساخته شده رخ داده است و فرایند فضایی- زمانی رشد شهری در کلان شهر تهران و پیرامون آن شامل سه مرحله اصلی تشکیل هسته اولیه رشد شهری، پخشایش و هم گرایی است. به عبارتی دیگر، رشد شهری در منطقه با شکل گیری هسته های رشد شروع شده و به مرور با رشد این هسته ها، در پیرامون آنها لکه های شهری جدیدی شکل گرفته است. این لکه ها در امتداد هسته های اصلی شهری به رشد خود ادامه داده و بسیاری از آنها به هم پیوسته و تشکیل لکه های شهری بزرگ تری را داده اند.

برای ارزیابی اثرات تغییر الگوهای سیمای سرزمین بر فرایندهای بوم شناختی می توان از کمی سازی ساختار سیمای سرزمین استفاده کرد؛ زیرا این نمایه ها به سادگی اندازه گیری می شوند و به هزینه و زمان کمی نیاز دارند. در پژوهش حاضر، اثرات بوم شناختی تغییر کاربری سرزمین بر ساختار طبیعی حوضه قره سو بررسی شد تا براساس آنها، مناطق متأثر از تغییر کاربری ها مشخص شود. ابتدا تغییر مساحت کاربری ها بین سال های 1363 و 1392 محاسبه شد. سپس، تغییرات الگوهای مکانی کاربری ها با استفاده از نمایه های سیمای  سرزمین بررسی شد. سرانجام، بر اساس کاربری فعلی یک شاخص، اثرات بوم شناختی برای منطقه تعریف شد. نتایج نشان داد طی سال های بررسی، مساحت جنگل 12 درصد و کشاورزی 5 درصد کاهش و مساحت مناطق مسکونی و صنعتی 292 درصد، مراتع 143 درصد و جاده 176 درصد افزایش یافته   است. تحلیل نمایه های سیمای سرزمین بیانگر کاهش پیوستگی، افزایش تکه تکه شدگی و روند تخریب سیمای   سرزمین است. نقشه شاخص ترکیبی اثرات بوم شناختی مشخص کرد حدود 28 درصد منطقه در معرض اثرات بوم شناختی زیاد و بسیار زیاد است. این مناطق پایه ای برای مطالعات آتی هستند و اقداماتی از قبیل تقویت مدیریت سرزمین و کاهش تکه تکه شدگی سرزمین در آنها ضروری است.

تکه تکه شدن سیمای سرزمین، مهم ترین چالش توسعه شهری است که مانع گسترش جریان مواد و انرژی در منطقه می شود. این تغییرات، ویژگی های بوم شناختی را تحت تأثیر قرار می دهد؛ در نتیجه، شبکه های بوم شناختی به عنوان ابزارهایی برای برنامه ریزی حفاظت بررسی می شود. در این راستا، به منظور ارزیابی شبکه های بوم شناختی سیمای سرزمین کلان شهر کرج از تصاویر ماهواره ای در سال های 1385، 1390 و 1396 استفاده شد. طبقه بندی و تهیه نقشه کاربری اراضی بر اساس پوشش سرزمین و با الگوریتم ماشین بردار پشتیبان صورت گرفت. همچنین به منظور ارزیابی وضع موجود و روند تغییرِ ویژگی های ناهمگنی، پیوستگی و شبکه ارتباطی- انزوایی در سال های گذشته از متریک های سیمای سرزمین استفاده شد. نتایج نشان داد روند تغییر معیارهای بررسی در منطقه مطالعاتی مطلوب نیست. روند نامناسب تغییر معیارهای ناهمگنی فضایی سیمای سرزمین، پیوستگی لکه های هم نوع در سراسر سیمای سرزمین و بهینگی ارتباطی باعث کاهش عملکرد بوم شناختی و به دنبال آن، کاهش پایداری شبکه های بوم شناختی می شود. همچنین با توجه به روند کاهشی متریک ها در لکه های سبز به ویژه سبز انسان ساخت و روند افزایشی متریک ها در لکه های ساخت وساز و لکه های باز، می توان به این نتیجه رسید که عملکرد بوم شناختی سیمای سرزمین و ویژگی های شبکه بوم شناختی سیمای سرزمین سیر نزولی را دنبال می کند.

بررسی کیفی روند شهرنشینی حاکی از آن است که توسعه نامناسب، آسیب های فراوانی به ساخت سیمای سرزمین شهری وارد کرده است. ابزار حل مشکل، برنامه ریزی شبکه های بوم شناختی به عنوان گذرگاه های ماده و انرژی است. برنامه ریزی عناصر طبیعی ساختار مشتمل بر لکه و کریدورهای سبز و باز، راهگشای پژوهشگر در راستای نیل به اهداف پژوهش خواهد بود. این اهداف عبارت است از: حفظ و ترمیم منابع طبیعی، تقویت نیروهای سایبرنتیکی در راستای ارتقای پایداری عملکرد، تعادل ساختاری و تغییرپذیری زیستگاهی. مدل روش شناختی پژوهش در کلان شهر کرج، با شناسایی عناصر انعطاف پذیر به تقویت فرایندهای بوم شناختی پرداخت و با رویکرد بوم- جامعه شناسانه و تشکیل شبکه زیستگاه شهری، در جهت پایداری استفاده شد. به کمک نرم افزارهای GIS به تهیه نقشه و رقومی کردن داده ها پرداختیم. با RS نیز برداشت تصاویر ماهواره ای انجام شد. از طریق FRAGSTATE 4,2 نیز به بررسی تغییرات متریک های مربوط در سال ۲۰۰۸ و ۲۰۱۸ پرداخته شد. نتایج تغییرات در لکه های بایر به صورت ۷/۹۸ درصد کاهش CA،  ۵/۷۹ درصد افزایش NP، ۱/۵ درصد کاهش Cohesion، مسکونی به صورت ۲۴/۱۵ درصد کاهش CA،  ۲۶/۱۶ درصد افزایش NP، ۳/۹۶ درصد کاهش Cohesion و سبز به صورت ۳۸/۸ درصد کاهش CA، ۲۷۵/۵ درصد افزایش NP، ۳۴/۰ درصد کاهش  Cohesionبرداشت شد که برایند بررسی دال بر افزایش انقطاع، کاهش پیوستگی بستر طبیعی، نزول عملکرد بوم شناختی و تأثیر نامطلوب آن بر ساختار اجتماعی بود. بنابراین می توان نخست با برنامه ریزی طبیعت محور، شاهد پویایی عملکرد شبکه ارتباط-انزوایی عناصر طبیعی و انسان ساخت سیمای سرزمین شهری درگذر زمان بود و سپس، با ایجاد فرهنگ جامع نگر و مبتنی بر اخلاق زیستی، به رفع خلأ اجتماعی فائق آمد تا شهر کرج در مسیر توسعه پایدار متعالی قرار گیرد.

شهرها با سرعت بالایی درحال رشد و توسعه هستند و تحلیل روند شهرنشینی یکی از مهم ترین موضوعات پیشروی برنامه ریزان شهری است. در کنار سطح بالای نرخ رشد، تغییرات در استفاده از زمین و تبدیل زمین به کاربری های شهری نیز مسئله مهمی است. پژوهش حاضر تلاشی در جهت تبیین الگویی های فضایی شهر خرم آباد در 35 سال اخیر است. این پژوهش ازنظر هدف کاربردی و ازنظر روش توصیفی - تحلیلی و مبتنی بر داده های سنجش ازدور است. به گونه ای که ابتدا تصاویر سال های 1365،1375،1385،1395،1399 از ماهواره لندست 5و7و8 در سنجنده های TM و ETM وOLI اخذ گردید سپس با استفاده از نرم افزار NVEI و روش طبقه بندی نظارت شده به نقشه های کاربری اراضی در چهار کلاس شهری، کشاورزی، کوه و آب تبدیل شدند. سپس این نقشه با استفاده از نرم افزارARCGIS برای ورود به نرم افزار FRAGASTATS آماده سازی گردیدند و در مرحله بعدی برای تحلیل سیمای سرزمین به این نرم افزار فراخوانی شدند. در مرحله بعدی این نقشه ها با استفاده از متریک های فضایی (PALAN-PD-NP-LSI-LPI-PD-AWMFD) موردبررسی قرار گرفتند. در مرحله آخر با فراخوانی این متریک ها در مدل آنتروپی شانون شمای کلی از الگوی رشد فضایی شهر خرم آباد در 35 سال اخیر حاصل گردید. نتایج این پژوهش نشان داد که شهر خرم آباد در 35 سال اخیر الگوهای رشد متفاوتی را طی کرده است این الگوها را می توان در 4 دوره دسته بندی کرد دوره اول (سال 1365 تا1375) به دلیل رشد شتابان شهرنشینی و عدم کفایت الگوهای برنامه ریزی شهری، شهر دوره ای از رشد پراکنده را در لکه های شهری مجزا سپری می کند. در سال(1385) شهر به دلیل کاهش مهاجرت ها و توسعه شهر در محدوده لکه های موجود دوره ای از الگوی فشرده را سپری می کند اما مجدداً در سال (1395) شهر خرم آباد به دوره ای از الگوی پراکندگی گام نهاده است به گونه ای که در تمامی متریک های سیمای سرزمین تمایل به الگوی فضایی شهر پراکنده مشاهده می شود.اما مجدداً در سال 1399 متریک های فضایی بیانگر الگوی رشد فشرده و تمایل به توسعه درونی شهر خرم آباد را گویا بوده اند.

توسعه با مفهوم عام آن، پیشرفت صنعتی، تکنولوژیکی و فضایی، به ویژه در کشورهای درحال توسعه، به تأثیرات نامطلوب در محیط زیست هم در مقیاس ناحیه ای و هم در سطوح گوناگون منطقه ای، ملی و گاه جهانی منجر شده و به همان میزان، امنیت اکولوژی مناطق را تحت تأثیر قرار داده است. طی دهه های اخیر، توجه بیشتری به امنیت زیست محیطی در جهان شده و روش های گوناگونی برای ارزیابی آن توسعه یافته است اما تا به امروز، بیشتر تحقیقات درمورد امنیت اکولوژیکی براساس مدل فشار وضعیت پاسخ انجام شده است و کمتر مطالعاتی، برمبنای رویکرد مدل اکولوژی سیمای سرزمین، به این مقوله پرداخته اند. همچنین تحقیقات اندکی با تمرکز بر تغییرات پویای امنیت اکولوژیکی، به ویژه شبیه سازی و پیش بینی روند توسعه آینده امنیت محیط زیست انجام شده است. هدف از این تحقیق پایش و پیش بینی وضعیت امنیت محیط زیست در دوره زمانی سال های 1991 تا 2035، با تلفیق الگوریتم ماشین بردار پشتیبانی، مدل اکولوژی سیمای سرزمین، مدل ترکیبی زنجیره مارکوف و سلول های خودکار (CA-Markov) برای حوزه شهرستان نظرآباد از توابع استان البرز است. بدین منظور با طبقه بندی تصاویر ماهواره ای لندست در دو بازه زمانی پانزده ساله طی سال های 1991 تا 2021، روند تغییرات کاربری اراضی منطقه در پنج کلاس کاربری، اراضی ساخته شده، اراضی کشت شده، زمین های مرطوب، پوشش گیاهی و اراضی بایر بررسی شد و برای تهیه نقشه های کاربری سال 2035، از مدل CA-Markov استفاده شد. به منظور کمّی کردن الگوهای سیمای سرزمین در سطح کلاس، متریک های MPS، CA، NP، PLAND، AWMSI، PD و در سطح سیمای سرزمین، متریک های LPI،CONTAG  و SHDI محاسبه شدند. پس از آن، شاخص امنیت اکولوژیک برای متریک های سیمای سرزمین منطقه مورد مطالعه، مدل سازی شد. نتایج حاکی از کاهش یکپارچگی و افزایش تعداد لکه ها در کلاس اراضی کشت شده و توسعه و گسترش اراضی انسان ساخت در این اراضی بود و از دیگرسو، شاهد بروز پدیده یکپارچگی در اراضی بایر منطقه بودیم؛ ازاین رو امنیت اکولوژیکی منطقه در دوره مورد بررسی، متأثر از وقایع یادشده، طی سال های 1991 تا 2006 با شدت بیشتر و در سال های 2006 تا پیش بینی 2035، با شیب ملایم تری رو به کاهش ارزیابی شد. در پایان، رعایت بیش از پیش ملاحظات محیط زیستی و اصول حفاظت و حمایت در برنامه های توسعه ای منطقه پیشنهاد شد. برای این منظور با استفاده از طبقه بندی تصاویر ماهواره ای لندست در دو بازه زمانی پانزده ساله بین سال های 1991 و 2006 و 2021، روند تغییرات کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه در پنج کلاس کاربری؛ اراضی ساخته شده ، اراضی کشت شده ، زمین های مرطوب ، پوشش گیاهی و اراضی بایر مورد بررسی قرار گرفت و جهت کمی کردن الگوهای سیمای سرزمین در سطح کلاس متریک های MPS،CA،NP،PLAND،AWMSIT،PD و در سطح سیمای سرزمین متریک های LPI،CONTAG و SHDI محاسبه شدند. برای تهیه نقشه های کاربری سال 2035 از مدل CA-Markov استفاده گردید و سپس شاخص امنیت اکولوژیک برای متریک های سیمای سرزمین منطقه مورد مطالعه مدل سازی شد. نتایج حاکی از کاهش یکپارچگی و افزایش تعداد لکه ها در کلاس اراضی کشت شده و توسعه و گسترش اراضی انسان ساخت در این اراضی بوده و از طرف دیگر شاهد بروز پدیده یکپارچگی در اراضی بایر منطقه بوده ایم. از این رو امنیت اکولوژیکی منطقه، طی دوره مورد بررسی، متاثر از وقایع فوق، طی سال های 1991 تا 2006 با شدت بیشتر و در سال های 2006 تا پیش بینی 2035 با شیب ملایم تری رو به کاهش ارزیابی شد. از این رو رعایت بیش از پیش ملاحظات محیط زیستی و اصول حفاظت و حمایت در برنامه های توسعه ای منطقه، ضروری به نظر می رسد.

در دهه های اخیر و با توجه به وخامت اوضاع محیط زیستی در سطح جهان، توجه به مسائل محیط زیستی و بوم شناختی مورد توجه نظریه پردازان، برنامه ریزان و طراحان شهری قرار گرفته است. متخصصان مکان شهری نیز از این قاعده مستثنی نبوده اند. پژوهش حاضر با هدف ارائه مدلی مفهومی برای تبیین ارتباط بین نظریه مکان شهری و بوم شناسی سیمای سرزمین و سپس تبدیل این مدل به الگو انجام شده است. در الگوی ارائه شده در این پژوهش با بهره گیری از رویکردهای بوم شناسی سیمای سرزمین، ایجاد مکان شهری با تعیین جایگاه مؤلفه های دخیل در آن انجام گرفته است. الگوی ارائه شده، تحت عنوان الگوی مکان بوم شناختی، دارای چهار مؤلفه کالبدی، فعالیتی، معنایی و بوم شناختی می باشد. برای هر مؤلفه تعدادی معیار تعیین شده است که در کل شامل دوازده معیار می باشد. این معیارها عبارتند از: بوم شناسی سیمای سرزمین، دسترسی، مقیاس انسانی، خوانایی، انعطاف پذیری، زیبایی بصری، آسایش محیطی، امنیت و ایمنی، فعالیت پذیری، توجه به اقتصاد، غنای حسی و هویت. دریاچه شهدای خلیج فارس به عنوان نمونه موردی پژوهش انتخاب گردیده و میزان انطباق آنها با الگوی مکان بوم شناختی به روش ANP بررسی شده است. نتیجه بررسی ها نشانگر میزان انطباق زیاد آن در حال حاضر، با الگوی ارائه شده می باشد ولی با توجه به اهمیت روند تغییرات در اصول بوم شناسی سیمای سرزمین، اصلاح روندهای بوم شناختی به منظور عدم کاهش کیفیت این مکان شهری توصیه می گردد. اهداف پژوهش: تبیین الگو در شناسایی روند ایجاد مکان شهری با رعایت اصول بوم شناسی سیمای سرزمین. ارائه مدل مفهومی در تبیین ارتباط بین نظریه مکان شهری و بوم شناسی سیمای سرزمین. سؤالات پژوهش: چگونه می توان الگویی برای ایجاد مکان شهری با در نظر گرفتن اصول بوم شناسی سیمای سرزمین ارائه کرد؟ راهکارهای ایجاد تعامل بین مباحث مربوط به ایجاد مکان شهری و بوم شناسی سیمای سرزمین چیست؟

شهرها با سرعت بالایی درحال رشد و توسعه هستند و روند شهرنشینی یکی از مهم ترین موضوعات پیش روی برنامه ریزان شهری است. در کنار سطح بالای نرخ رشد جمعیت، تغییرکاربری زمین و تبدیل آن به کاربری های شهری نیز مسئله مهمی است. پژوهش حاضر تلاشی در جهت تبیین الگویی های فضایی شهر کرمانشاه در 25 سال اخیر دارد. این پژوهش از نظر ماهیت، کاربردی و از نظر روش، توصیفی - تحلیلی و مبتنی بر داده های سنجش ازدور است. به گونه ای که ابتدا تصاویر سال های 1995، 2005 و 2020 از ماهواره لندست 5 و 8 در سنجنده های TM وOLI  اخذ شد، سپس با استفاده از نرم افزار NVEI و روش طبقه بندی نظارت شده به نقشه های کاربری اراضی در چهار کلاس شهری، کشاورزی، کوه و آب تبدیل شدند. سپس این نقشه با استفاده از نرم افزار ARCGIS برای ورود به نرم افزار FRAGASTATS آماده سازی و در مرحله بعدی برای تحلیل سیمای سرزمین به این نرم افزار فراخوانی شدند. در مرحله بعدی، این نقشه ها با استفاده از متریک های فضایی (PALAN-PD-NP-LSI-LPI-AWMFD-ENN-MN) مورد بررسی قرار گرفتند. در مرحله آخر با فراخوانی این متریک ها در مدل آنتروپی شانون شمای کلی از الگوی رشد فضایی شهر کرمانشاه در 25 سال اخیر حاصل شد. نتایج این پژوهش نشان داد که شهر کرمانشاه در 25 سال اخیر الگوهای رشد متفاوتی را طی کرده است. این الگوها را می توان در 3 دوره دسته بندی کرد. دوره اول (سال 1374) به دلیل رشد شتابان شهرنشینی و عدم کفایت الگوهای برنامه ریزی شهری، شهر دوره ای از رشد پراکنده را در لکه های شهری مجزا سپری می کند. در دوره دوم (1384) شهر به دلیل کاهش مهاجرت ها و توسعه شهر در محدوده لکه های موجود دوره ای از الگوی فشرده را سپری می کند اما مجدداً در دوره سوم (1399) شهر کرمانشاه به دوره ای از الگوی پراکندگی گام نهاده است، به گونه ای که در تمامی متریک های سیمای سرزمین تمایل به الگوی فضایی شهر پراکنده مشاهده می شود.

با توجه به وخامت شرایط محیط زیستی در سطح جهان و اهمیت یافتن آن در مباحث مکان شهری، هدف این پژوهش ارائه الگویی جهت توسعه مبانی نظری مکان شهری با استفاده از رویکردهای بوم شناسی سیمای سرزمین است. داده های پژوهش به روش اسنادی، پیمایشی و با پرسشنامه جمع آوری شده است. حجم نمونه با فرمول کوکران 384 نفر تعیین شده و گزاره های پرسشنامه با کمک طیف لیکرت امتیازبندی شده اند. میزان همبستگی پرسشنامه با آزمون آلفای کرونباخ عدد 979/0 می باشد. میزان انطباق نمونه موردی با الگو به وسیله فرآیند تحلیل شبکه ای بررسی شده و نتایج نشانگر انطباق زیاد آن با الگو است. ادامه روند موجود از میزان این انطباق خواهد کاست، بنابراین راهکارهایی جهت بهبود شرایط ارائه شده است.