نشریه کاربرد سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی در علوم محیطی

سنجش اثرات خزش شهرها بر محیط زیست روستاها و روستا- شهرهای پیراشهری (مطالعه موردی: کلانشهر تبریز)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه جغرافیا و برنامه ریزی شهری،واحد تبریز،دانشگاه آزاد اسلامی،تبریز،ایران.

2 دانشیار گروه جغرافیا و برنامه ریزی شهری، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران

3 استادیار گروه جغرافیا و برنامه ریزی شهری، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران.

10.22034/rsgi.2025.64210.1113

چکیده

پدیده خزش شهری به گسترش نامنظم و پراکنده شهرها در حاشیه‌ها و مناطق روستایی اشاره دارد که منجر به کاهش اراضی کشاورزی و طبیعی، تخریب محیط زیست، و افزایش حاشیه‌نشینی می‌شود. در کلان‌شهر تبریز، الحاق روستاها به محدوده شهری و توسعه کالبدی جداگانه شهر باعث تغییرات گسترده‌ای در کاربری اراضی و محیط زیست روستاها شده است. این پژوهش به ارزیابی اثرات این خزش بر محیط زیست در مناطق روستا-شهرهای اطراف تبریز می‌پردازد. برای این منظور، با استفاده از داده‌های موجود و تحلیل سری‌های زمانی 30 ساله از طریق سنجش از راه دور و مدل‌های آماری که ابعاد مکانی و زمانی را تحلیل می‌کنند، رشد شهری و اثرات آن بر محیط پیرامون بررسی شد. همچنین روند و میزان این رشد در بخش‌های مختلف شهری مشخص شد. با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای در نرم‌افزارهای Terrset و Arc/GIS ، کاربری اراضی با روش طبقه‌بندی نظارت‌شده استخراج گردید. از مدل Crass-tab برای بررسی تغییرات انواع کاربری‌ها، از مدل هلدرن برای شناخت گسترش افقی، و برای پیش‌بینی تغییرات کاربری اراضی تا سال 1402 از زنجیره مارکوف استفاده شد. نتایج ارزیابی تصاویر ماهواره‌ای نشان داد که درطی سال‌های 1372 - 1402 اراضی ساخته شده با 18/15255هکتار افزایش رشدی معادل 11 درصد است. همچنین، مدل‌های زنجیره مارکوف و هلدرن نشان داد که بیش از 70 درصد توسعه ناشی از افزایش جمعیت و 30 درصد ناشی ازرشد نامتوازن شهری بوده است. پیش‌بینی‌ها نیز نشان داد که گسترش اراضی ساخته‌شده تاسال 1412 ادامه خواهد داشت که این روند تهدیدی جدی برای محیط زیست و منابع طبیعی منطقه محسوب می‌شود.

تازه های تحقیق

پدیده خزش شهری یکی از پیامدهای گسترش بی‌رویه و نامتوازن شهرها است که تأثیرات گسترده‌ای بر محیط زیست روستاها و مناطق پیرامونی کلان‌شهرها به جا می‌گذارد. این پدیده به تغییرات گسترده در کاربری اراضی منجر می‌شود و زمین‌های کشاورزی، باغات، و مراتع را که از مهم‌ترین منابع طبیعی و اقتصادی روستاها هستند، به مناطق مسکونی، تجاری و صنعتی تبدیل می‌کند. چنین تغییری نه تنها امنیت غذایی را تحت تأثیر قرار می‌دهد، بلکه موجب کاهش تنوع زیستی و تخریب اکوسیستم‌های طبیعی می‌شود. گسترش شهری اغلب با آلودگی‌های محیط زیستی همراه است. افزایش ساخت‌وسازها و عدم وجود زیرساخت‌های کافی برای دفع فاضلاب و زباله در حاشیه شهرها، به آلودگی خاک، آب‌های زیرزمینی و سطحی منجر می‌شود. در این میان، استفاده گسترده از مواد آلاینده و نبود مدیریت صحیح، کیفیت منابع آبی و خاکی را در این مناطق کاهش می‌دهد. همچنین، افزایش تردد وسایل نقلیه و فعالیت‌های صنعتی در مناطق پیرامونی شهرها به آلودگی هوای این مناطق دامن می‌زند.

پژوهش حاضر به بررسی اثرات پدیده خزش شهری بر محیط زیست روستاها و مناطق پیرامونی کلانشهر تبریز پرداخته است. نتایج نشان می‌دهد که خزش شهری در تبریز، همراه با توسعه پراکنده و نامنظم، تغییرات چشمگیری را در کاربری اراضی به وجود آورده است. طی سال‌های 1372 تا 1402، اراضی ساخته‌شده در تبریز 15255.18 هکتار افزایش یافته‌اند که معادل رشدی 11 درصدی است. در همین دوره، اراضی مرتع به میزان 88229.52 هکتار کاهش یافته است، در حالی که اراضی باغی و کشاورزی دیم به ترتیب 11959.56 و 11693.61 هکتار تغییر کرده‌اند. این تغییرات عمدتاً ناشی از عوامل اقتصادی، مدیریتی و زیست‌محیطی بوده و پیامدهایی مانند کاهش تنوع زیستی و تخریب زیستگاه‌ها را به همراه داشته است. استفاده از مدل‌های هلدرن و زنجیره مارکوف نشان داد که 70 درصد از رشد شهری به افزایش جمعیت و 30 درصد به رشد نامتوازن شهری مرتبط بوده است. همچنین پیش‌بینی‌ها حاکی از ادامه روند گسترش اراضی ساخته‌شده تا سال 1412 است، که تهدیدی جدی برای منابع طبیعی منطقه محسوب می‌شود. بر اساس نتایج، بیشترین تغییرات کاربری در روستاهای الحاقی به تبریز، مانند کندرود و شهر باسمنج، مشاهده شده است. این روند موجب تخریب اراضی کشاورزی و منابع طبیعی شده و به گسترش ناپایدار شهری منجر گردیده است.

این پژوهش تفاوت‌هایی اساسی با مطالعات پیشین دارد. برخلاف تحقیقات پیشین که عموماً بر روندهای کلی گسترش شهری در مقیاس ملی یا جهانی متمرکز بوده‌اند، این مطالعه به‌طور ویژه اثرات خزش شهری را در سطح منطقه‌ای و با تمرکز بر روستا-شهرهای پیرامون کلانشهر تبریز بررسی کرده است. همچنین، این پژوهش از ترکیب چندین مدل تحلیلی شامل زنجیره مارکوف، هلدرن، و کراس‌تب استفاده کرده است که امکان تحلیل دقیق‌تر تغییرات کاربری اراضی و پیش‌بینی روند آینده را فراهم می‌کند. همچنین، این مطالعه از طریق پیش‌بینی تغییرات تا سال 1412 امکان برنامه‌ریزی دقیق‌تری برای آینده فراهم کرده است؛ امری که در تحقیقات پیشین کمتر دیده شده است. در نهایت، تمرکز بر اثرات الحاق روستاها به کلانشهر و تحلیل پیامدهای آن در این پژوهش، رویکردی متفاوت و کاربردی ارائه داده که آن را از سایر مطالعات متمایز می‌کند.

بر اساس یافته‌های پژوهش که نشان‌دهنده اثرات مخرب خزش شهری بر محیط زیست روستا-شهرهای پیرامون کلانشهر تبریز است، پیشنهادات مختلفی برای کاهش پیامدهای منفی و مدیریت بهتر این پدیده ارائه می‌شود. اولین گام مهم در این راستا تقویت طرح‌های جامع و تفصیلی شهری است. تدوین و اجرای دقیق‌تر این طرح‌ها می‌تواند به کنترل توسعه شهری کمک کرده و از رشد نامتوازن شهری جلوگیری کند. این طرح‌ها باید به حفظ اراضی کشاورزی، مرتعی و طبیعی به عنوان اولویت اصلی پرداخته و از تبدیل آن‌ها به اراضی مسکونی یا صنعتی جلوگیری کنند.

ایجاد کمربندهای سبز در اطراف کلانشهر تبریز نیز به عنوان یک راه‌حل دیگر مطرح است. توسعه این کمربندها می‌تواند از گسترش بی‌رویه ساخت‌وسازها جلوگیری کرده و به حفظ تنوع زیستی و کاهش اثرات زیست‌محیطی ناشی از توسعه شهری کمک کند. در کنار این اقدام، بهبود قوانین و مقررات مربوط به زمین و مسکن نیز از اهمیت بالایی برخوردار است. وضع قوانین سخت‌گیرانه‌تر برای جلوگیری از تغییر کاربری اراضی کشاورزی و مرتعی به مناطق مسکونی و صنعتی می‌تواند از سرعت خزش شهری بکاهد و توسعه غیرمجاز را محدود کند.

استفاده از فناوری‌های نوین در برنامه‌ریزی شهری می‌تواند نقش مؤثری در مدیریت بهتر توسعه شهری داشته باشد. بهره‌گیری از سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (GIS) و تصاویر ماهواره‌ای برای رصد و پیش‌بینی تغییرات کاربری اراضی می‌تواند به تصمیم‌گیری‌های دقیق‌تر و مؤثرتر کمک کند. همچنین، تشویق به استفاده از الگوهای توسعه پایدار می‌تواند از گسترش بی‌رویه شهری جلوگیری کرده و به استفاده بهینه از منابع موجود در داخل شهرها کمک کند. در نهایت، نظارت و ارزیابی مستمر تغییرات کاربری اراضی و ارزیابی اثربخشی سیاست‌ها و برنامه‌ها می‌تواند به مدیریت بهتر خزش شهری و کاهش اثرات منفی آن کمک کند. این پیشنهادات، بر اساس یافته‌های پژوهش و به ویژه توجه به رشد نامتوازن شهری و تخریب اراضی طبیعی و کشاورزی، می‌توانند گامی مؤثر در بهبود وضعیت و کاهش پیامدهای مخرب خزش شهری باشند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Assessing the Effects of Urban Sprawl on the Environment of Peri-Urban Villages and Rurbanes (A Case Study: Metropolis of Tabriz)

نویسندگان [English]

  • maryam soltani 1
  • Hassan Ahmadzadeh 2
  • Ali Panahi 3

1 geographie- faculty of humanities and educational sciences- islamicazad university- tabriz branch

2 Department of Geography and Urban Planning, Tabriz Branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran

3 Assistant Professor, Department of Geography and Urban Planning, Tabriz Branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran.

چکیده [English]

The phenomenon of urban sprawl refers to the irregular and dispersed expansion of cities into peri-urban and rural areas, reducing agricultural and natural lands, environmental degradation, and increasing informal settlements. In the metropolis of Tabriz, the annexation of villages into the urban boundary and the separate spatial development of the city have caused significant changes in land use and the environment of villages. This study aims to assess the effects of this sprawl on the environment in the peri-urban areas surrounding Tabriz. To achieve this, existing data and analysis of 30 years of time series were utilized through remote sensing and statistical models that analyze spatial and temporal dimensions of urban growth and its impacts on the surrounding environment. The trend and extent of this growth in different urban sectors were also identified. Land use was extracted using satellite images in Terrset and Arc/GIS software and supervised classification methods. The Crass-tab model was employed to analyze changes in various land uses, the Heldern model was utilized to assess horizontal expansion, and the Markov chain model was used to forecast land use changes until 2023. The analysis of satellite imagery revealed that from 1993 to 2023, built-up land increased by 15,255.18 hectares, representing an 11 percent growth. Additionally, the Markov and Heldern models indicated that over 70 percent of the development was due to population growth, while 30 percent was attributed to unbalanced urban expansion. Forecasts suggest that the expansion of built-up land will continue until 2033, posing a serious threat to the environment and natural resources of the region.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Urban Sprawl
  • Rural Environment
  • Rurbanes
  • Tabriz Metropolis

پدیده خزش شهری به گسترش نامنظم و پراکنده شهرها در حاشیه‌ها و مناطق روستایی اشاره دارد که منجر به کاهش اراضی کشاورزی و طبیعی، تخریب محیط زیست، و افزایش حاشیه‌نشینی می‌شود. در کلان‌شهر تبریز، الحاق روستاها به محدوده شهری و توسعه کالبدی جداگانه شهر باعث تغییرات گسترده‌ای در کاربری اراضی و محیط زیست روستاها شده است. این پژوهش به ارزیابی اثرات این خزش بر محیط زیست در مناطق روستا-شهرهای اطراف تبریز می‌پردازد. برای این منظور، با استفاده از داده‌های موجود و تحلیل سری‌های زمانی 30 ساله از طریق سنجش از راه دور و مدل‌های آماری که ابعاد مکانی و زمانی را تحلیل می‌کنند، رشد شهری و اثرات آن بر محیط پیرامون بررسی شد. همچنین روند و میزان این رشد در بخش‌های مختلف شهری مشخص شد. با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای در نرم‌افزارهای Terrset و Arc/GIS ، کاربری اراضی با روش طبقه‌بندی نظارت‌شده استخراج گردید. از مدل Crass tab برای بررسی تغییرات انواع کاربری‌ها، از مدل هلدرن برای شناخت گسترش افقی، و برای پیش‌بینی تغییرات کاربری اراضی تا سال 1402 از زنجیره مارکوف استفاده شد. نتایج ارزیابی تصاویر ماهواره‌ای نشان داد که در طی سال­های 1372 - 1402 اراضی ساخته شده با 18/15255هکتار افزایش رشدی معادل 11 درصد است. همچنین، مدل‌های زنجیره مارکوف و هلدرن نشان داد که بیش از 70 درصد توسعه ناشی از افزایش جمعیت و 30 درصد ناشی از رشد نامتوازن شهری بوده است. پیش‌بینی‌ها نیز نشان داد که گسترش اراضی ساخته‌شده تا سال 1412 ادامه خواهد داشت که این روند تهدیدی جدی برای محیط زیست و منابع طبیعی منطقه محسوب می‌شود.

  1. آذر, علی، محبوبی، قربان و صلاحی رنجبری، مهسا. (1399). بررسی عوامل موثر در مهاجرت معکوس از کلانشهر تبریز به نواحی پیرا – شهری و روستاهای الحاقی. جغرافیا و برنامه‌ریزی.24(74)، 29-41.

    طهماسبی مقدم، حسین، قائید رحمتی، صفر؛ و شاهرخی‌فر، زینب.(1397 ). ارزیابی تطبیقی گستردگی شهری با تأکید بر تغییرات کاربری اراضی طی دورۀ زمانی 2016-1987 (مورد شناسی: شهرهای آمل و بابل). جغرافیا و آمایش شهری منطقه‌ای، 149-166.

    1. Acioly, C., & Davidson, F. (1996). Density in urban development. Building Issues, 8(3), 3–25.
    2. Akademie fur Raumforschung und Landesplanung (ARL), & Schweizerische Vereinigung fur Landesplanung (VLP) (1999). Deutsch-Schweizerisches Handbuch der Planungsbegriffe. Hannover: Verlag der Akademie fur Raumforschung und Landesplanung.
    3. Al Gore (December 1998). Speech to Democratic Leadership Council Annual Conference. Retrieved from www.cnu.org/inthenews.html.
    4. Aldalbahi, M., & Walker, G. (2015, February). Attitudes and policy implications of urban growth boundary and traffic congestion reduction in Riyadh, Saudi Arabia. In International Conference Data Mining (pp. 1-2).
    5. Angel, S., Parent, J., Civco, D. L., Blei, A., & Potere, D. (2011). The dimensions of global urban expansion: Estimates and projections for all countries, 2000–2050. Progress in planning, 75(2), 53-107.
    6. Anselin, L. (1995). Local indicators of spatial association– LISA. Geographical Analysis, 27(2), 93–115.
    7. Asgarian, A., Jabbarian Amir, B., Alizadeh Shabani, A., & Feghhi, J. (2014). Predicting the spatial growth and urban sprawl in Sari, Iran using the Markov cellular automata model and Shannon entropy. Iranian Journal of Applied Ecology, 2(6), 13–25.
    8. Aurand (2013). Does sprawl induce affordable housing? Growth and Change: A Journal of Urban and Regional Policy, 44(4), 631–649.
    9. Beck, R., Kolankiewicz, L., & Camarota, S. (2003). Outsmarting smart growth: Population growth, immigration, and the problem of sprawl. Washington, DC: Center for Immigration Studies.
    10. Bhatta, B. (2010). In S. Balram, & S. Dragicevic (Eds.). Analysis of urban growth and sprawl from remote sensing data. Berlin Heidelberg: Springer.
    11. Breheny, M. (1992). Sustainable Development and Urban Form.
    12. Bseibsu, A., Madhuranthakam, C. M. R., Yetilmezsoy, K., Almansoori, A., & Elkamel, A. (2022). Numerical simulation of dispersion patterns and air emissions for optimal location of new industries accounting for environmental risks. Pollutants, 2(4), 444-461.
    13. Camagni, R., Gibelli, M. C., & Rigamonti, P. (2002). Urban mobility and urban form: the social and environmental costs of different patterns of urban expansion. Ecological economics, 40(2), 199-216.
    14. Cheng, J., & Masser, I. (2003). Urban growth pattern modeling: A case study of Wuhan city, PR China. Landscape and Urban Planning, 62, 199–217.
    15. Dinka, M. O., & Klik, A. (2019). Effect of land use–land cover change on the regimes of surface runoff—the case of Lake Basaka catchment (Ethiopia). Environmental monitoring and assessment, 191(5), 278.
    16. European Environment Agency (EEA), (2013). Land accounts data viewer 1990, 2000, 2006. Available online at: http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/data/ data-viewers/land-accounts.
    17. Ewing, R., Pendall, R., & Chen, D. (2002). Measuring sprawl and its impact. 1. Washington, DC: Smart Growth America.
    18. Foley, J. A., DeFries, R., Asner, G. P., Barford, C., Bonan, G., Carpenter, S. R., ... & Snyder, P. K. (2005). Global consequences of land use. Science, 309(5734), 570-574.
    19. Forman, R. T. (2000). Estimate of the area affected ecologically by the road system in the United States. Conservation biology, 14(1), 31-35.
    20. Gerard, F., Petit, S., Smith, G., Thomson, A., Brown, N., Manchester, S., & Feranec, J. (2010). Land cover change in Europe between 1950 and 2000 determined employing aerial photography. Progress in Physical Geography, 34(2), 183-205.
    21. Ghanbari, A. Vaezi, M. Rostami,R. Bakooyi, M. (2023). A Comparative Study of Land Use Change Using Object Method (A Case Study of Tabriz and Karaj). Environmental-based territorial planning, 59, 1-22. (In Persian)
    22. Gonzalez, A., Albert, C., Rayfield, B., Dumitru, M., Dabrowski, A., Bennett, E. M. ... & Lechowick, M. J. (2013). Corridors, biodiversité, et services écologiques: un réseau écologique pour le maintien de la connectivité et une gestoin résiliente aux changements climatiques dans l'Ouest des Basses-Terres du Saint-Laurent.
    23. Gouda, A. A., Hosseini, M., & Masoumi, H. E. (2016). The status of urban and suburban sprawl in Egypt and Iran. GeoScape, 10(1), 1–15.
    24. Grazi, F., van den Bergh, J. C., & van Ommeren, J. N. (2008). An empirical analysis of urban form, transport, and global warming. The Energy Journal, 29(4), 97-122.
    25. Guzha, A. C., Rufino, M. C., Okoth, S., Jacobs, S., & Nóbrega, R. L. B. (2018). Impacts of land use and land cover change on surface runoff, discharge and low flows: Evidence from East Africa. Journal of Hydrology: Regional Studies, 15, 49-67.
    26. Hekmat Nia, H., and Mousavi, M. N. (2005). Model application in geography with emphasis on urban and regional planning. Yazd: Ealm-e Navin.
    27. Jaeger, J., Bertiller, R., Schwick, C., Cavens, D., & Kienast, F. (2010). Urban permeation of landscapes and sprawl per capita: New measures of urban sprawl. Ecological Indicators, 10(2), 427–441.
    28. Loreau, M., Mouquet, N., & Gonzalez, A. (2003). Biodiversity as spatial insurance in heterogeneous landscapes. Proceedings of the National Academy of Sciences, 100(22), 12765-12770.
    29. Marull, J., Tello, E., Wilcox, P.T., Coll, F., Pons, M., Warde, P., Valldeperas, N., Ollés, A., 2014. Recovering the land-use history behind a Mediterranean edge environment (the Congost Valley, Catalonia, 1854–2005): The importance of agroforestry systems in biological conservation. Appl. Geogr. 54, 1–17.
    30. McDonald, R. I., Green, P., Balk, D., Fekete, B. M., Revenga, C., Todd, M., & Montgomery, M. (2011). Urban growth, climate change, and freshwater availability. Proceedings of the National Academy of Sciences, 108(15), 6312-6317.
    31. Miao, S., Xiao, Y., & Tang, L. (2022). Urban Growth Simulation Based on a Multi-Dimension Classification of Growth Types: Implications for China’s Territory Spatial Planning. Land, 11(12), 2210.
    32. Nations, U. (2018). United Nations Department of Economic and social affairs. United Nations, New York.
    33. Newman, P. W., & Kenworthy, J. R. (1991). Transport and urban form in thirty‐two of the world's principal cities. Transport Reviews, 11(3), 249-272.
    34. Pino, J., & Marull, J. (2012). Ecological networks: Are they enough for connectivity conservation? A case study in the Barcelona Metropolitan Region (NE Spain). Land Use Policy, 29(3), 684-690.
    35. Seto, K. C., Güneralp, B., & Hutyra, L. R. (2012). Global forecasts of urban expansion to 2030 and direct impacts on biodiversity and carbon pools. Proceedings of the National Academy of Sciences, 109(40), 16083-16088.
    36. Williams, K., Jenks, M., & Burton, E. (Eds.). (2000). Achieving sustainable urban form. Taylor & Francis.
    37.  Moreno-Monroy, A. I., Schiavina, M., & Veneri, P. (2021). Metropolitan areas in the world. Delineation and population trends. Journal of Urban Economics, 125, 103242.
    38. Hardi, T. (2022). Differences and similarities in the expansion of suburban built-up areas around the different city regions of three Central European countries. Tér és Társadalom, 36(3), 165-193.
    39. Stanisław, Korenik. (2022). Urban Functional Areas and Their Relations with the Surroundings – an Example of Metropolitan Areas. Biblioteka Regionalisty, doi: 10.15611/br.2022.1.02
    40. Chen, J., Jiang, L., Luo, J., Tian, L., Tian, Y., & Chen, G. (2022). Characteristics and influencing factors of spatial differentiation of market service industries in rural areas around metropolises—a case study of wuhan city’s new urban districts. ISPRS International Journal of Geo-Information, 11(3), 170.
    1. Jiménez Barrado, V., Larraín Suckel, J., Trincado Olhabé, B., & Cabrera Cona, F. (2020). Promoted urbanization of the countryside: the case of Santiago’s periphery, Chile (1980–2017). Land, 9(10), 370.
    2. Rao, J. (2020). Comprehensive land consolidation as a development policy for rural vitalisation: Rural in Situ Urbanisation through semi socio-economic restructuring in Huai Town. Journal of Rural Studies.
نشریه کاربرد سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی در علوم محیطی
دوره 5، شماره 14
فروردین 1404
صفحه 120-96
  • تاریخ دریافت: 05 آبان 1403
  • تاریخ بازنگری: 15 دی 1403
  • تاریخ پذیرش: 10 بهمن 1403