Remote Sensing and GIS Applications in Environmental Sciences

Ecosystem service of urban green spaces in mitigating the city temperature, a case study of District 5 of Tabriz

Document Type : Original Article

Authors

1 MSc in the field of urban management, Department of Urban and Regional Planning, Tabriz University

2 Associate Professor of Urban and Regional Planning Department of Tabriz University

10.22034/rsgi.2024.64042.1107

Abstract

In recent years, developing countries are witnessing increasing changes in urban areas and rapid urbanization. These changes, along with climate change, have led to the creation and intensification of heat islands in cities. But green spaces can play a fundamental and vital role in reducing these heat islands by creating a platform for urban cold islands. These cold urban islands have positive effects on the urban environment through green and blue spaces. Among the importance of these islands, we can mention reducing the city temperature, controlling air pollution, maintaining thermal balance, biodiversity, and improving the quality of life of citizens. To investigate the effect of urban green spaces in reducing electric energy consumption and reducing urban heat islands, the present research has used satellite images and land use maps for certain periods of time. Also, the current research method is experimental and the urban cooling model of Invests software and GIS software have been used for analysis. The results show that large urban green spaces with high density, along with urban cold islands, play a significant role in reducing urban heat islands. Due to the growth and development of constructions in Zone 5 of Tabriz and the destruction of green spaces in recent years, the consumption of electrical energy to cool the environment has increased, especially in the hot seasons of the year, as we have seen the growth of 46 million KWH per hour in the last 20 years.

Keywords

Main Subjects

در سال‌های اخیر، کشورهای درحال‌توسعه شاهد تغییرات فزاینده اراضی شهری و شهرنشینی سریع هستند. این تغییرات همراه با تغییرات اقلیمی، منجر به ایجاد و تشدید جزایر حرارتی در شهرها شده است. اما فضاهای سبز می‌توانند با ایجاد بستری برای جزایر سرد شهری، نقش اساسی و حیاتی در کاهش این جزایر حرارتی داشته باشند. این جزایر سرد شهری، از طریق فضاهای سبز و آبی، تأثیرات مثبتی بر محیط‌زیست شهری دارند. از جمله اهمیت‌های این جزایر می‌توان به کاهش دمای شهر، کنترل آلودگی هوا، حفظ تعادل حرارتی، تنوع زیستی، و بهبود کیفیت زندگی شهروندان اشاره کرد کنند. برای بررسی تأثیر فضاهای سبز شهری در کاهش مصرف انرژی برق و کاهش جزایر حرارتی شهری، پژوهش حاضر از تصاویر ماهواره‌ای و نقشه‌های کاربری اراضی برای دوره‌های زمانی مشخصی استفاده کرده است. همچنین روش پژوهش حاضر از نوع تجربی و از مدل سرمایش شهری نرم‌افزار Invest و نرم‌افزار GIS برای انجام تجزیه تحلیل استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهند که فضاهای سبز شهری با وسعت زیاد و تراکم بالا، همراه با جزایر سرد شهری، نقش بسزایی در کاهش جزایر حرارتی شهری دارند. به‌عنوان‌مثال، پارک جنگلی آرپادره‌سی و پارک جنگلی تپه‌های رشدیه (شهرک رشدیه) به ترتیب ۴۷ و ۳۰ درصد از کل فضاهای سبز منطقه ۵ را شامل می‌شوند که از این امر مستثنی نیستند. همچنین نقش نوع کاربری اراضی دررابطه‌با جزایر حرارتی شهری مشخص شده است، به طور یکه بین زیرساخت‌های سبز، تفاوت‌هایی در کاهش جزایر حرارتی شهری وجود دارد. به‌نحوی‌که فضاهای سبز نسبت به مراتع نقش بیشتری در کاهش جزایر حرارتی شهری دارند. با توجه به روند کاهش فضاهای سبز و توسعه ساخت‌وسازها در منطقه، مصرف برق برای سرمایش محیط طی دو دهه گذشته حدود ۴۶ میلیون کیلووات‌ساعت افزایش یافته است. یافته‌ها بر اهمیت برنامه‌ریزی و حفظ زیرساخت‌های سبز به منظور ارتقای پایداری و تاب‌آوری شهری تأکید دارند.

Babbie, E. (2016). The practice of social research (14th ed.). Cengage Learning.
Bowler, D. E., Buyung-Ali, L., Knight, T. M., & Pullin, A. S. (2010). Urban greening to cool towns and cities: A systematic review of the empirical evidence. Landscape and Urban Planning, 97(3), 230–241.https://doi.org/ 10.1016/j.landurbplan.2010.05.006
Creswell, J. W., & Creswell, J. D. (2023). Research design: Qualitative, quantitative, and mixed methods approaches (6th ed.). SAGE. https://doi.org/10.4135/9781071817942
Giles-Corti, B., Vernez-Moudon, A., Reis, R., Turrell, G., Dannenberg, A. L., Badland, H., Foster, S., Lowe, M., Sallis, J. F., Stevenson, M., & Owen, N. (2022). City planning and population health: A global challenge. The Lancet, 400(10355), 715-733. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(22)00969-5
Hassanzadeh, M. (2022). Analysis of the social and economic structure of urban areas of Tabriz. Tabriz University Press. (Original work published 1401 SH)
Jim, C. Y., & Chen, W. Y. (2003). Ecosystem services and urban sustainability: The role of urban green spaces. Landscape and Urban Planning, 63(3), 267-278. https://doi.org/10.1016/S0169-2046(02)00176-7
Mangalathu, S., Sun, H., Nweke, C. C., Yi, Z., & Burton, H. V. (2020). Classifying earthquake damage to buildings using machine learning. Earthquake Spectra, 36(1), 183-208. https://doi.org/10.1177/8755293019899956
Masoumi Moghaddam, O., Masoumi Moghaddam, H., Masoumi Moghaddam, R., & Hosseinnezhad Dovin, R. (2024). [Analysis of the impact of urban green spaces on quality of life in urban residential areas with emphasis on Mashhad city]. Proceedings of the 15th International Conference on Modern Research in Civil Engineering, Architecture, Urban Management and Environment, Tehran)In persion )
Nieuwenhuijsen, M. J. (2021). New urban models for more sustainable, healthy and equitable cities. Environment International, 146, 106288. https://doi.org/10.1016/j.envint.2020.106288
Nowak, D. J., & Dwyer, J. F. (2007). Understanding the benefits and costs of urban forests. In J. E. Kuser (Ed.), Urban forestry: Ecosystem services and sustainability (pp. 1-30). Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-4289-8_1
Oke, T. R. (1982). The energetic basis of the urban heat island. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 108(455), 1-24. https://doi.org/10.1002/qj.49710845502
Santamouris, M., & Livada, V. (2001). Thermal and optical properties of cool colored coatings for the urban environment. Solar Energy, 70(3), 285-297. https://doi.org/10.1016/S0038-092X(00)00089-X
Santamouris, M., Papanikolaou, N., Livada, I., Koronakis, I., Georgakis, C., Argiriou, A., & Assimakopoulos, D. N. (2001). On the impact of urban climate on the energy consumption of buildings. Solar Energy, 70(3), 201-216. https://doi.org/10.1016/S0038-092X(00)00095-5
Seto, K. C., Güneralp, B., & Hutyra, L. R. (2014). Global forecasts of urban expansion to 2030 and direct impacts on biodiversity and carbon pools. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111(2), 464-469. https://doi.org/10.1073/pnas.1211658110
Sharma, A., Woodruff, S., Budhathoki, M., Hamlet, A. F., Chen, F., & Fernando, H. J. S. (2020). Urban green spaces and health: A review. International Journal of Environmental Research and Public Health, 17(6), 2000. https://doi.org/10.3390/ijerph17062000
Tzoulas, K., Korpela, K., Venn, S., Yli-Pelkonen, V., & Tyrväinen, L. (2007). Promoting ecosystem and human health in urban areas using Green Infrastructure: A literature review. Landscape and Urban Planning, 81(3), 197–206. https://doi.org/10.1016/j.landurbplan.2007.02.001
Vogel, J., Schwaab, J., Baba, K., Breuste, J., Doulos, L., Figueiredo, A., & Vierikko, K. (2020). The role of urban green spaces in mitigating urban heat island effects. Urban Forestry & Urban Greening, 53, 126683. https://doi.org/10.1016/j.ufug.2020.126683
Remote Sensing and GIS Applications in Environmental Sciences
Volume 5, Issue 14
April 2025
Pages 95-77
  • Receive Date: 08 April 2024
  • Revise Date: 23 October 2024
  • Accept Date: 18 November 2024