نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مهندسی منابع طبیعی، پردیس بین المللی ارس دانشگاه تهران، تبریز، ایران

2 گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 گروه مهندسی احیاء مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

سابقه و هدف:
شناسایی کامل مخاطرات و اولویت بندی آن ها در جهت عدم آسیب بینی از اولین گام های مدیریت محیط زیست می باشد. تعریف یک سیستم جامع از شاخص های موثر در ایجاد یا تشدید مخاطرات محیط زیست که قابل ارزیابی، درک و ارزشیابی باشد ضروری است. این سیستم جامع می­تواند اطلاعات سطح بندی­ شده را در سطوح مختلف تصمیم­ گیری و برنامه­ ریزی تامین کند. تحقیق حاضر با هدف اولویت بندی، پهنه بندی و ارزیابی آسیب پذیری جهت کاهش مخاطرات محیط زیست انجام گرفته است.
 مواد و روش ­ها:
با استفاده از مطالعات کتابخانه ­ای، اسناد فرادستی ، مطالعات آمایش سرزمین، مطالعات منطقه ای و همچنین از طریق نشست ­های تخصصی با سازمان های مختلف لیست اولیه مخاطرات زیست ­محیطی تهیه شد. این لیست شامل تمامی عواملی است که به­ طور بالفعل یا بالقوه قابلیت تبدیل به مخاطره دارند. این لیست در جلسات تخصصی با حضورنمایندگان سازمان های دولتی و غیردولتی و با استفاده از شاخص های متعدد غربال و نهایی شد. سپس با استفاده از روش تصمیم گیری چند معیاره تلفیقی آنتروپی- تاپسیس اولویت بندی مخاطرات محیط زیست صورت گرفت. از بین لیست مخاطرات متعدد مواردی شامل توسعه خارج از توان زیستی، فرسایش آبی، آتش سوزی، تغییر کاربری اراضی و آسیب پذیری تنوع زیستی دارای اولویت شناخته شد. در هریک از اولویت های شناخته شده با توجه به شاخص های متعدد تاثیرگذار در ایجاد هر یک از این مخاطرات ، پهنه ­بندی آسیب پذیری صورت گرفت و درنهایت با استفاده از ترکیب خطی وزن­دار نقشه آسیب­ پذیری استان البرز به دست آمد. 
نتایج و بحث:
نتایج این تحقیق نشان می دهد که تغییر کاربری اراضی مهمترین خطر محیط زیستی است که به واسطه گسترش شدید مناطق شهری و روستایی و تخریب باغ های شهری صورت گرفته است. همچنین بخشی از زیستگاه های مطلوب تنوع زیستی تحت مدیریت حفاظت قرار ندارند که این امر موجب کاهش تنوع زیستی در زیستگاه های مطلوب می شود. از طرفی خطر فرسایش خصوصا در مناطق پرشیب شمالی که از لحاظ تنوع زیستی غنی هستند موجب تخریب پوشش گیاهی خصوصا مرتعی و نیز آب شویی خاک سطحی و ایجاد رسوب خواهد شد. در دشتهای جنوب استان به دلیل عدم تناسب توسعه صنعتی با ظرفیت و توان اکولوژیکی خطر تجمع و افزایش آلودگی ها و گردو غبار وجود دارد. همچنین استان البرز در مناطق شمال غربی و شرقی از احتمال وقوع آتش سوزی برخوردار است . این مناطق بیشتر در محدوده مناطق تحت مدیریت حفاظت قرار دارند که لزوم توجه جدی را می طلبد. در کل نتایج نشان می­دهد که کیفیت محیط اکولوژیکی استان البرز در سال­های اخیر به طور معنی ­داری در نتیجه فعالیت ­های انسانی، مانند ساخت و ساز کارخانه ­ها و شهرک ­های صنعتی متعدد، فرسایش و تخریب خاک، خشکسالی و افت سفره ­های آب زیرزمینی، از دست دادن منابع آبی در دسترس، الگوهای کشت نادرست، افزایش جمعیت ناشی از مهاجرت از دیگر استان­ های کشور  و تغییرات اقلیمی کاهش یافته است. نتایج آسیب ­پذیری نشان می­ دهد که فشار بسیار زیادی بر استفاده پایدار از محیط زیست توسط متغیرهای انسانی تاثیرگذار ایجاد شده ­است. 
نتیجه گیری:
مخاطرات محیط زیست استان البرز تهدید بزرگی در جهت تخریب و رو به زوال گذاشتن منابع و خدمات اکوسیستمی است که می­ بایست آن را کنترل و پیشگیری نمود. شناخت کامل از فرآیند­های گذشته و تحلیل مکانی وقوع مخاطرات در تعیین استراتژی های حفاظتی برای پهنه ­های آسیب­پذیر کمک می­ کند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Vulnerability assessment for reducing risk of environmental hazards based on ecosystem services: Case of Alborz Province

نویسندگان [English]

  • Naser Moghadasi 1
  • Sharareh Pourebrahim 2
  • Hosein Azarnivand 3

1 Department of Natural Resources Engineering, Aras International Campous, Tehran University, Tabriz, Iran

2 Department of Environmental Sciences, Faculy of Natural Resources, University of Tethran, Tehran, Iran

3 Department of Reclamation of Arid and Mountainous Regions, Faculy of Natural Resources, University of Tehran,Tehran, Iran

چکیده [English]

Introduction:
The comprehensive identification of hazard risks in order to protect against them is one of the main steps in environmental management. Given the importance of environmental impact assessment in sustainable development, the development of a comprehensive system consisting of effective indicators is vital for the creation or exacerbation of environmental risks, on the one hand, and their monitoring, on the other. This comprehensive system can provide categorized information for different levels of decision-making and management. This study aims to assess the vulnerability to zoning of environmental risks by applying an ecosystem services approach. It also aims to integrate the ecosystem services concept into environmental risk assessment. 
Materials and methods:
Initially, a complete list of environmental risks was prepared by desk study, using provincial and national documents and field studies, along with meetings with different institutions. This list consists of all potential or active factors that can lead to risks. The prepared list of risks was reviewed by experts in order to have their feedbacks and to finalize it. In this study, different risks, including an imbalance in provincial development, the likelihood of water erosion and fire, land use change, and incomplete protection of biodiversity were analyzed.  AHP multi criteria decision making was applied for zoning the imbalance of industry with ecological suitability. RUSLE was applied for soil erosion and MAXENT for fire and incomplete protection of wildlife. To study land use/cover changes, cellular automata and the genetic algorithm were integrated.
 Results and discussion:
The results of setting priorities using the multi criteria decision making technique revealed that some risks, including imbalance of industry on land, erosion, vegetation and land use changes, fire and incomplete protection of wildlife are the major risks to be considered. Results show that quality of the ecological area of Alborz Province has significantly reduced in recent years due to human factors such as the establishment of factories, creation of various industrial zones, soil erosion and degradation, drought, depletion of water tables, loss of accessible water resources, improper cropping patterns, population growth due to immigration from other provinces and climate change. The results of vulnerability assessment show that a massive pressure was exerted on sustainable use of the environment of Alborz Province by human impacts. Alborz Province suffers from various risks for which applying environmental services, such as conservation of soil nutrients, biodiversity and diverse vegetation of land, can be effective in their reduction.
 Conclusion:
Environmental risks are major threats to the degradation of resources and environmental services in Alborz Province which should be controlled and prevented. Complete identification of pre-existing risks and their spatial analysis can help in the development of conservation strategies for vulnerable areas.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Multi criteria decision making
  • Vulnerability assessment
  • Zoning
  • Environmental hazards
  • Alborz Province

Adriaenssens, V., De Baets, B., et al., 2004. Fuzzy rule-based models for decision support in ecosystem management. Science of Total Environment. 319, 1–12.

Antonio, G., Juan-Alfonso, B., Jose-Manuel, N., 2003. Assessing landscape values: a proposal for a multidimensional conceptual model. Ecological. Modeling. 168, 319–341.

Aretano, R., Semeraro, T., Petrosillo, I., De Marco, A., Pasimeni, M.R., Zurlini, G., 2015. applying ecological vulnerability to fire for effective conservation management of natural protected areas. Ecological. Modeling. 295, 163–175.

Baral H., Keenan R.J., Sharma S.K., Stork N.E., Kasel S., 2014, Spatial assessment and mapping of biodiversity and conservation priorities in a heavily modified and fragmented production landscape in north-central Victoria, Australia, Ecological Indicators. 36, 552-562.

Blaikie, P. et al., 2004. At risk: natural hazards, people’s vulnerability and disasters, Routledge.

Burgess N.D., Hales J.D., Riketts T.H., Dinerstein E., 2006, Factoring species, non species values and threats into biodiversity prioritization across the ecorgions of Africa and its islands, Biological Conservation. 127, 383-401.

Connelly J.W., Knick S.T., Schroeder M.A., Stiver S.J., 2004, Conservation assessment of Greater Sage –grouse and sage brush habitats,chapter7,276-400.

Dwyer, A. et al., 2004. Quantifying social vulnerability: a methodology for identifying those at risk to natural hazards, Geoscience Australia Canberra, Australia.

Dzeroski, S., 2001. Applications of symbolic machine learning to ecological. Ecological. Modeling. 146, 263–273.

Eastman, J.R., Jin, W., Kyem, P.A.K. and Toledano, J., 1995. Raster procedures for multi-criteria/multiobjective decisions, Photogrammetric Engineering and Remote Sensing. 61, 539-547.

Enea, M., Salemi, G., 2001. Fuzzy approach to the environmental impact evaluation. Ecological. Modeling. 135, 131–147.

Ervin J., 2003. Rapid Assessment of Protected Area Management Effectiveness in Four Countries. Bio Science. 53, 833-841.

Gardner T.A., Barlow J., Sodhi N.S. and Peres C.A., 2010. A multi-regional assessment of tropical forest biodiversity in a human-modified world. Biological Conservation.143, 2293-2300.

Goda, T. and Matsuoka, Y., 1986. Synthesis and analysis of a comprehensive lake model—with the evaluation of diversity of ecosystem. Ecological. Modeling. 31, 11–32.

Hao, Y. and Zhou, H.C.H., 2002. A grey assessment model of regional eco-environment quality and its application. Environmental Engineering. 20, 66–68.

Ibisch P.L, Nowicki C., Muller R. and Araujo, N., 2002, Methods for the assessment of habitat and species conservation status in data poor countries-case study of Pleurothallidinae of the Andean rain forests of Bolivia. Congress of Conservation of Biodiversity in the Andes and Amazon, 255-246.

Jarvis A., Touval J.L., Schmitz M.C., Sotomayor L. and Hyman G.G., 2010, Assessment of threat to ecosystems in South America. Nature Conservation.18, 180-188.

Kangas, J., Store, R., Leskinen, P., et al., 2000. Improving the quality of landscape ecological forest planning by utilizing advanced decision-support tools. Forest Ecology Management. 132, 157–171

Kazmierczak, Aleksandra & Handley, J. 2011. The Vulnerability concept: use within GRaBS. Available online at: http://www.grabs-eu.org/Kazmierczak_Handley_vulnerability_review.docx

Malczewski, J., 1999, GIS and Multi Criteria Decision Analysis (New York: Wiley).

Moilanen A., 2012, Spatial Conservation Prioritization in Data-Poor Areas of the World, Brazilian Journal of Nature Conservation.10, 12-19.

Nicholson E., Keith D.A. and Wilcowe, D.S., 2008. Assessing the Threat Status of Ecological Communities, Conservation Biology.23, 259-274.

Omann, I., Jill J., Sigrid G. and Julia, W., 2010. Report on the development of the conceptual framework for the vulnerability assessment. The CLIMSAVE Project. SERI, Vienna, Austria.

Park, Y.-S., Chon, T.-S., Kwak, I.-S., et al., 2004. Hierarchical community classification and assessment of aquatic ecosystems using artificial neural networks. Science Total Environment. 327, 105–122.

Quan, R.C., Wen X. and Xiaonjun, Y., 2002, Effects of human activities on migratory water birds at Lashhai Lake, China. Biological Conservation. 1. 273-279.

Regan H.M., Davis, F.W., Andelman, S.J., Widyanata, A. and Freese, M., 2007, Comprehensive criteria for biodiversity evaluation in conservation planning, Biodiversity Conservation. 2715-2728.

Rodriguez-Rodriguez, D. and Martinez-Vega, J., 2012, Proposal of a system for the integrated and comparative assessment of protected areas, Ecological Indicators.23, 566-572.

Rouget, M., Richardson, D.M., Cowling, R.M., Lloyd, J.W. and Lombard, A.T., 2003, Current patterns of habitat transformation and future threats to biodiversity in terrestrial ecosystems of the Cape Floristic Region, South Africa, Biological Conservation.112, 63-65.

Sahoo, S. and Anirban, D.A., 2016, Environmental Vulnerability Assessment using Grey-AHP based model. Environmental Impact Assessment Review.56, 145-154.

Semeraro, T., Mastroleo, G., Aretano, R., Facchinetti, G., Zurlini, G. and Petrosillo, I., 2016. GIS Fuzzy Expert System for the assessment of ecosystems vulnerability to fire in managing Mediterranean natural protected areas. Environmental Management. 168, 94–103.

Shannon, C., 1948, A mathematical theory of communication. Bell System. Technical. 27, 379-423.

Sik kim, H., 2006. Soil erosion modeling using RUSLE and GIS on the IMHA Watershed, MSc. Thesis. South Korea. Departmant of Civil Engineering.

Thoisy, B., Richard-Hansen C., Goguillon B., Joubert P., Obstancias J., Winterton P. and Brosse, S., 2010. Biodiversity Conservation. 19, 1567-1589.

Van der Knijff, J. M., Jones, R.J.A. and Montanarella , L., 1999. Soil erosion risk assessment in Italy. ISPRA: European Commission Directorate General JRC, Joint Research Centre Space Applications Institute European Soil Bureau.

Wade, A.A., Theobald, D.M. and Laituri M.J., 2011, A multi-scale assessment of local and contextual threats to existing and potential U.S. protected areas, Landscape and Urban Planning.101, 215-227.

Wang, S. Y., Liu, J.S. and Yang, C. J., 2008. Eco-environmental vulnerability evaluation in the Yellow River Basin, China, Pedosphere.18, 171–182.

Xiaofeng, L., Yi Q., Diqiang L., Shirong L., Xiulei W., Bo W. and Chunquan, Z., 2011. Habitat evaluation of wild Ammur tiger ( Panthera tigris altacia) and conservation priority setting in north-eastern China. Environmental Management. 92, 31-42.