نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

چکیده

سابقه و هدف:
سیمای ­سرزمین شهری دارای پیچیدگی­ های فراوانی است که برنامه­ ریزی در روند حل مشکلات آن­ها نیاز به دانشی جامع دارد. در­این ­راستا، بوم ­شناسی سیمای­ سرزمین به ­دلیل تعامل با دیگر علم­ ها، در برنامه­ ریزی کاربردی سیمای­ سرزمین شهری مورد استفاده قرار می­ گیرد و به برنامه ­ریزان شهری و منطقه ­ای کمک می ­کند که نه ­تنها در حل مشکل­ های شهری گام بردارند، بلکه روش ­های مناسبی در راستای اعتلای سیمای­ سرزمین شهرها تبیین کنند. ساخت سیمای ­سرزمین شهرها دارای ویژگی­ های چهارگانه­ ناهمگنی، شامل: "ساختاری"، "فرآیندی"، "زمانی" و "فضایی"، می ­باشد که همین امر تحقیق در زمینه برنامه ­ریزی سیمای ­سرزمین شهری را نیازمند بررسی­ های عمیق ­تر می ­نماید. شبکه­ های بوم ­شناختی سیمای ­سرزمین شهری، گذرگاه های ماده و انرژی هستند که به ­شکلی پویا در شار(جریان) مواد، انرژی و اطلاعات دخالت دارند. هدف اصلی این پژوهش، کاربرد مبانی بوم ­شناسی سیمای­ سرزمین در روند برنامه­ ریزی ساختاری شبکه ­های بوم ­شناختی سامانه کالبدی شهرها است. همچنین در این بررسی، استفاده از چارچوب مفهومی-تحلیلی در برنامه ­ریزی ساختاری شبکه­ های بوم­ شناختی سامانه کالبدی تهران مد نظر بوده است.
مواد و روش ­ها:
در این مورد، روش پژوهش به دو بخش عمده تقسیم ­بندی می­ شود: 1) تدقیق چارچوب مفهومی-تحلیلی پژوهش در تبیین برنامه ­ریزی ساختاری شبکه­ های بوم ­شناختی سامانه کالبدی شهرها؛ 2) برنامه­ ریزی توسعه سامانه کالبدی سیمای ­سرزمین شهر تهران در هماهنگی با روند­های بوم ­شناختی سرزمین، و مدیریت تغییر مطلوب در الگوی ساختاری شبکه ­های بوم­ شناختی سیستم­ های طبیعی و انسان ساخت سرزمین. در این پژوهش، با استفاده از مدل LCM1 که مدل­سازی تغییر کاربری زمین­ های شهری در زمان­ های متوالی، از گذشته به حال و آینده را به تصویر می­ کشد، نقشه­ های ساخت سامانه­ ی کالبدی تهران در سه دوره زمانی مختلف با هم مقایسه می­ شود. در این مدل، با کمک سامانه نرم­افزاری GIS2،پیش ­بینی نقطه­ های حساس ساخت سامانه کالبدی سیمای­ سرزمین تهران در ده سال آینده، با توجه به ­میزان تغییر کاربری زمین­ ها در سامانه ­ی کالبدی شهر در یک ده­ ی گذشته، صورت می­ گیرد.
نتایج و بحث:
به­ دنبال توسعه غیرزیستی سامانه کالبدی تهران، مراتب نزولی در ساخت ارتباطی-انزوایی شبکه­ های بوم­ شناختی سیمای­ سرزمین شهری به­ دست­ آمده است و آسیب ­رسانی به این شبکه ­ها سبب ایجاد خوره در شبکه زیستی و هدررفت ماده و انرژی در ساخت بوم شناختی-جامعه ­شناختی سیمای­ سرزمین آن­ها شده است. این امر، درنهایت، سبب ساده­ شدگی، تکه-تکه­ شدگی و فقر سامانه سیمای­ سرزمین شهری گردیده است. نتایج بررسی نقشه­ ها در سه زمان متوالی نشان ­دهنده­ ی کاهش سطح پوشش گیاهی و تکه­-تکه ­شدگی لکه­ های سبز سامانه­ ی کالبدی تهران در شمال شرق، شمال، شمال غرب و نیز قسمت ­هایی از جنوب شرقی بوده است. در این راستا، میزان پوشش گیاهی از 17 درصد کنونی به 15 درصد در سال 1406 خواهد رسید و  نیز بخش­ های انسان­ ساخت از 67 درصد کنونی به 71 درصد در ده سال آینده افزایش می­ یابد. در این مورد: ابتدا ایجاد ارتباط تحلیلی بین چارچوب مفهومی پیشنهادی پژوهش از یک سو، و داده ­های به ­دست­ آمده از سامانه کالبدی سیمای­ سرزمین تهران از سوی دیگر، مورد توجه بوده است، و در نهایت، به­ منظور تجزیه و تحلیل روند کنونی توسعه شهری و همچنین پیش ­بینی تاثیر توسعه کالبدی شهر بر شبکه­ های بوم­ شناختی سیمای­ سرزمین از یک سو، و برنامه­ ریزی تغییرپذیری­ ها در الگوهای ساختار سامانه کالبدی تهران از سوی دیگر، مد نظر بوده است. 
نتیجه ­گیری:
تجزیه ­و تحلیل سامانه کالبدی سیمای ­سرزمین تهران با استفاده از چارچوب مفهومی-تحلیلی پیشنهادی پژوهش در سه سطح تخصصی: "زیست­ شناسی"، "بوم­شناسی" و "بوم­ شناسی سیمای­ سرزمین" - ضمن تبیین فرآیندهای زیستی نهاد "زیستی-فضایی-اجتماعی" سیمای­ سرزمین شهری و با در نظر گرفتن فرآیند برنامه­ ریزی شبکه ­های بوم ­شناختی، بر اساس بیان راهکار­های کاربردی در جهت کاهش روند اختلال­های بوم ­شناختی و اعتلای سیمای­ سرزمین شهر تهران بوده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The structural planning of a physical system's ecological networks (case study: Tehran's landscape system)

نویسندگان [English]

  • Sara Abbaszadeh
  • Shahindokht Barghjelveh

Department of Planning and Design of the Environment, Environmental Sciences Research Institute, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran

چکیده [English]

Introduction:
The paradigm of “Ecology in City” became an active approach in the early 1950s in Asia and Europe. In the paradigm of “Ecology of City”, the planning process of solving the urban landscape systems’ complex environmental problems relies upon a comprehensive knowledge of ecological principles and of ecological networks. As in the process of planning the urban landscape systems’ ecological networks, the physical system of urban structures has a quadruple characterization of ecological heterogeneity: “structural”, “procedural”, “temporal” and “spatial”, it characterizes that in the study of urban planning there is a need for a deeper knowlwdge of urban structures and of ecological networks they provide. Overall, the urban structures’ ecological networks provide a physical system for the flow of mater, energy and information. On the other hand, “urban ecology” merely adds an emphasis on human ecosystems in general, which include organisms, the physical environment and conditions, the human population and its social structures and processes, and the built and technological components. Therefore, the main objective of this research is to apply the principles of landscape ecology and of ecological networks in the process of planning the urban landscape systems’ physical structures.
Material and methods:
The methodology of this research is divided into two main sections:1) analyzing the conceptual framework of the research in explaining the structural planning of ecological networks, and 2) programming the physical structure of Tehran's landscape system in coordination with the ecological trends of its landscape system, and the management system of the desired changes in the structural pattern of ecological networks. In this research, we used the LCM model (Land Change Modeler), which depicts the modeling of the changes in urban land use from the past to the present and future, and GIS (Geographic Information System) software.
Results and discussion:
The damage to ecological networks has caused a dam in biological processes and loss of cycles of matter and energy in the creation of eco-sociological landscape systems. This eventually has led to simplification, fragmentation, and deficiency of urban landscape systems, resulting in negative effects on the level of coordination between the four aspects of heterogeneities and their impact on human health and the environment. The generated maps in three consecutive times indicate a significant decrease in vegetation cover and landscape fragmentation in Tehran's physical system and, consequently, an increase in the magnitude of manmade structures during urban development processes, especially in the next ten years. In this regard, two issues have been considered: 1) establishing an analytical relationship between the research’s proposed conceptual framework and the data obtained from the physical system of Tehran's landscape system, and 2) analyzing the current trend of urban changes, predicting the effects of the city's physical development on local ecological networks, and the proper planning of changes for the structural pattern of Tehran's physical system.
Conclusion:
The analysis of Tehran’s landscape system is based on a framework proposed by current research’s conceptualization of three scientific approaches, including: “biology”, “ecology”, and “landscape ecology”. In addition of clarifing the living  process of an urban landscape system’s “biological”, “social” and “spatial” characteristics, it takes into account the process of planning urban ecological networks, based on an applied strategies in reducting the ecological disturbances of  Tehran’s urban landscape system.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Landscape ecology
  • Cycles of mater and energy
  • Ecological heterogeneity
  • Landscape fragmentation
  • LCM model
  • Conceptual framework

Cadenasso, M.L., Pickett, S.T.A. and Grove, J.M., 2006. Integrative approaches to investigating human–natural systems: the Baltimore ecosystem study. Nat Sci Soc. 14, 4–14.

Cadenasso, M.L. and Pickett, S.T.A., 2008. Urban principles for ecological landscape design and management: scientific fundamentals. Cities Environ 1: Article 4.

Faehnle, M., Söderman, T., Schulman, H. and Lehvävirta, S., 2014. Scale-sensitive integration of ecosystem services in urban planning. GeoJournal. 80, 411–425.

Grimm, N. B., Pickett, S.T.A., Hale, R.L. and Cadenasso, M.L., 2017. Does the ecological concept of disturbance have utility in urban social–ecological–technological systems?. Ecosystem Health and Sustainability. 3(1), 1-18.

Grove, M., Cadenasso, M.L., Pickett, S.T.A., Machlis, G. and Jr Burch, W.R., 2015. The Baltimore school of urban ecology. Yale University Press, New Haven, Connecticut, USA.

Goode, D., 2014. Nature in towns and cities. Harper Collins, London.

Iran's Statistics Center, 1395, based on the Population and Housing Census, the Directorate of the Organization of Budget and Planning, Tehran Province (National Portal of Statistics).

McPhearson, T., Pickett, S.T.A., Grimm, N.B., Niemelä, J., Alberti, M., Elmqvist, T., Weber, C., Haase, D., Breuste, J. and Qureshi, S., 2016. Advancing Urban Ecology toward a Science of Cities. Bioscience. 66(3), 198-212.

Numata, M., 1977. Tokyo project: interdisciplinary studies of urban ecosystems in the metropolis of Tokyo. Chiba University, Chiba.

Pickett, S.T.A. and Cadenasso, M.L., 2009. Altered resources, disturbance, and heterogeneity: A framework for comparing urban and non-urban soils. Urban Ecosystems. 121, 23–44.

Pickett, S.T.A. and Grove, J.M., 2009. Urban ecosystems: what would Tansley do? Urban Ecosystems. 12, 1–8.

Pickett, S.T.A., Cadenasso, M.L., Childers, D.L., Mcdonnell, M.J. and Zhou, W., 2016. Evolution and future of urban ecological science: ecology in, of, and for the city. Ecosystem Health and Sustainability. 2(7), 1-16.

Pickett, S.T.A., Cadenasso, M.L., Rosi-Marshall, E.J., Belt, K.T., Groffman, P.M., Grove, J.M., Irwin, E.G., Kaushal, S.S., LaDeau, S.L., Nilon, C.H., Swan, C.M. and Warren, P.S., 2017a. Dynamic heterogeneity: a framework to promote ecological integration and hypothesis generation in urban systems. Urban Ecosystems. 1(20), 1-14.

Pickett, S.T.A. and Cadenasso, M.L., 2017b. How many principles of urban ecology are there? Landscape Ecology. 4(32), 699-705.

Rajabi, Sh., 1394. Preliminary survey of the population of Tehran until 1430 based on different demographic approaches. Two Monthly Magazine No. 75 and 76, 87-96.

The Geographic Organization of the Armed Forces., 1395. Green space with emphasis on passive defense of Tehran. Geographical exploration and geography center, Tehran.

Young, R.F., 2016. Modernity, postmodernity, and ecological wisdom: Toward a new framework for landscape and urban planning. Landscape and Urban Planning. (155), 91-99.