نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 کارشناسی ارشد مهندسی منابع طبیعی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
2 استادیار مهندسی منابع طبیعی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
3 کارشناس ارشد سنجش از دور، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
4 کارشناسی ارشد اقلیم شناسی در برنامه ریزی محیطی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران
5 دانشجوی دکتری علوم محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Extended abstract
1- Introduction
Natural environment hasn’t permanently adjusted with urban expansion and human settlements. Many historical cities have been abandoned due to these Natural environment incompatibilities. The most effective factors of natural environment on urban expansion are topography, slope, weather, geology, hydrology and geomorphology conditions.By increasing of trend urbanization,cities need to vast territories for settling the population,these territories have composed of different topographic and geomorphologic units.The impact of growth rate of city size on topographic and geomorphologic units will be complicated, by increasing of urban expansion.Orientation of physical expansion in terms of effective factors must be in a way that less damages imposes on natural environment and can be preserved environment in a direction of preservation of sustainable Development. Changes in the earth’s surface can be related to natural dynamics or human activities and can occur either suddenly or gradually. Accelerated urban growth is usually associated with and driven by the population concentration in an area. The extent of urbanization or its growth drives the change in land use/cover pattern. Land use and land cover changes may have adverse impacts on ecology of the area,specially hydro-geomorphology and vegetation. As the characteristics of land cover have important impacts on climate, biogeochemistry,hydrology and species diversity, land cover change has been indicated as one of the high priority concerns for research and for the development of strategies for sustainable management. Although urban areas currently cover only 3% of the Earth’s land surface, they have marked effects on environmental conditions at both local and global scales, including climate change.
2- Methodology
Recently, remote sensing has been used in combination with Geographical Information Systems (GIS) and Global Positioning Systems to assess land cover change more effectively than by remote sensing data only. This paper presents an integrated study of land use/cover changes and urban expansion inShiraz city, Fars province in Iran.The study explores the temporal and spatial characteristics of urban expansion and land use/cover changes from 1990 to 2009. Statistical classification approaches have been used for the classification of the remotely sensed images obtained from various sensors viz. Landsat TM, ETM+ and IRS PAN, LISS-III.
3– Discussion
Land use/land cover changes (LUCC) are major cause of ecological environmental changes.Geometric correction was performed on all the images. At least 17 ground control points (GCPs) were used to register the images UTM zone 39. GCPs were dispersed throughout the scene, yielding a RMS error was around 0.2 pixels. Geospatial data including municipal boundaries, road networks, geomorphic units and elevation units(DEM) were used to produce GIS layers by ArcGIS 9.3. The most useful band combinations in Landsat for discrimination of land cover categories are bands 4-5-3, 4-3-2, and 3-2-1 assigned as red, green, and blue, respectively. All satellite data were studied using spectral and spatial profiles to ascertain the digital numbers (DNs) of different LULC categories prior to classification. Finally, classification has been done using the Knowledge Classifier Module of ERDAS.
4– Conclusion
Finally classification, five land cover categories exist in this area: (a) urban or built-up land; (b) agriculture; (c) water, (d) orchard, and (e) bare land.Results indicate that cropland, water, and orchard areas reduced by 37.8%, 5.8%and 45.7% continuously over the past 19 years, while built-up area increased by 37%, respectively. The built-up area increased at the cost of decreased cropland, water and orchard. Lastly, the major factors influencing urban expansion and land use/cover change are also discussed. In general, the population, traffic conditions, industrialization, and policy are the major factors that influenced the urban expansion.
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
افزایش جمعیت به نوبهی خود باعث توسعه فیزیکی وکالبدی بدون برنامه و لجام گسیخته، افزایش حاشیه نشینی و ایجاد شهرکها در پیرامون کلان‌شهرها وشهرهای بزرگ میشود. در این شرایط توسعه فیزیکی معمولاً بدون توجه به پارامترهای طبیعی وبوم شناختی اتفاق میافتد. تخریب باغها وزمینهای زراعی به نفع ساخت و سازها، دست اندازی به ارزشهای زیستمحیطی، توسعه در شیبهای تند، همجواریهای نامناسب در کاربریها از جمله تبعات این نوع توسعههای فیزیکی است.گسترش فیزیکی شهر شیراز در سالهای اخیر باعث بروز مسائلی مانند از میان رفتن اراضی مرتعی و کشاورزی، باغات و حتی دامنههای با شیب نامناسب کوهها برای توسعه مسکونی، توسعة حاشیه نشینی در اراضی نامناسب پیرامون شهرها و بسیاری موارد دیگر شده است. این امر خود گواه بر مدیریت ضعیف و غیر اصولی در استفاده از سرزمین است. برای به حداقل رساندن اثرات نامطلوب زیستمحیطی حاصل از چنین فرایندی، لازم است (علاوه بر سایر فاکتورهای اقتصادی- اجتماعی و سیاسی) به فاکتورهای طبیعی و خصوصیات زمین به عنوان پایه و عناصر اصلی توسعه فیزیکی توجه کافی و لازم مبذول گردد. از لحاظ سابقه اجرایی چنین مطالعاتی باید عنوان کرد که مطالعات شهری متعددی در کشورهای مختلف صورت گرفته است، در اینجا می توان به مطالعه مسینا (2003) با عنوان برنامهریزی توسعه حومه شهر مانزینی، در سوئیس اشاره کرد. با توسعه سریع شهر مانزینی، حومههای اطراف به شهر پیوستند که نشان میدهد توسعه بدون برنامهریزی این سکونتگاهها پایدار نیست. مسینا در این تحقیق از نرم افزار سیستم اطلاعات جغرافیایی برای کنترل توسعه شهر کمک گرفته است تا آن را به طرف توسعه پایدار هدایت کند. احد نژاد روشتی (1386) در قسمتی از مقالهی خود با عنوان تلفیق دادههای سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی دربرآورد اثرات انسانی بر تغییرات کاربری و پوشش اراضی، مطالعه موردی حوضهی استحفاظی شهر زنجان (1385-1368) به بررسی تغییرات کاربری اراضی حوضهی استحفاظی شهر زنجان طی دورهی مذکور پرداخته و با استفاده از روش جداول متعامد کاربریها را با یکدیگر مقایسه مینماید، وی همچنین کمترین و بیشترین تغییرات را بررسی نموده تا میزان تأثیر آنها را در ساخت و سازهای این دوره زمانی بررسی نماید. طبق بررسی‌های انجام شده در شهرستان تبریز (محمودزاده، 1383)، برای مدلسازی توسعه فیزیکی این شهر از نظر تغییرات کاربری تصاویر چند زمانه سنجنده TM و ETM+ در سالهای 1368 و 1380 به همراه نقشههای رقومی بکار گرفته شد. گسترش فیزیکی شهر تبریز از لحاظ کاربری مسکونی با تکوین و توسعه شهرکهای متعدد باعث کاهش 49/37 درصدی فضای سبز شهری تبریز طی دوره 12 ساله 1368 تا 1380 شده است. در پژوهش دیگر در ایالت مونتانا در امریکا (Richard, 2003) تغییرات کاربری اراضی در این منطقه در طی سالهای 1860 تا 2000 به صورت خطی مدلسازی گردید. پایگاه دادهی ایجاد شده جهت این مدلسازی شامل پارامترهای زیست محیطی، اقتصادی اجتماعی و اطلاعات تغییرات مکانی بود که تلفیق این مجموعه عظیم دادهها تغییرات پیوسته اراضی کشاورزی و جنگلی به کاربریهای شهری و یا سایر انواع کاربریهای کشاورزی را بیان نمود. مطالعات نشان میدهد که برای شناسایی توان و همچنین تحلیل سازگاری انواع کاربریها با توان مناطق، استفاده از تکنیکها و علوم سنجش از دور در سیستمهای اطلاعات جغرافیایی به منظور تولید و تحلیل دادهها توجه زیادی را به خود جلب کرده است. جلودارزاده و همکاران (2005) در تحقیقی که در خصوص تغییرات کاربری اراضی در حوزه لاجیم رود ساری انجام دادند بیان نمودند که در فاصله سالهای 1967 تا 1994، 7 درصد اراضی جنگلی در این حوزه از بین رفته و دچار تغییر کاربری شده است. همچنین بیشتر تغییرات مربوط به اراضی با شیب کمتر از 20% اتفاق افتاده است. توسعه فیزیکی شهرها فرایندی پویا و مداوم است که طی آن محدودههای فیزیکی شهر و فضاهای کالبدی آنها در جهات عمودی و افقی از حیث کمی و کیفی افزایش مییابد، اگر این روند سریع و بیبرنامه باشد، ترکیب فیزیکی مناسبی برای فضاهای شهری بوجود نخواهد آمد، در نتیجه سیستمهای شهری را با مشکلات عدیده ای مواجه خواهد ساخت. بدون برنامه ریزی کاربری اراضی نمیتوان به الگوی بهینه زیست در شهرها دست یافت، بنابراین برنامهریزی کاربری اراضی شهری از جنبههای اصلی ساخت شهر است که به کمک آن میتوان مشکلات و مسائل شهرها را حل نموده و نوع استفاده از سرزمین در شهر را در راستای ساماندهی مناسب فضایی و ساخت شهر مهیا نمود. نقشه کاربری و پوشش اراضی که در آن نوع و الگوی مکانی استفاده از سرزمین مشخص شده باشد، برای برنامه ریزیهای فعلی و آتی اراضی شهری بسیار مهم است. در این بررسی اهداف و سئوالاتی چند مدنظر قرار گرفته است، از جمله: پیشبینی و ارزیابی اثرات توسعه بر محیط زیست شهری شهر شیراز، پیش بینی میزان توسعه آتی شهر در 10 سال آینده، آیا تعیین شدت میزان تغییرات در کاربریهای مختلف میتواند نقاط قوت و ضعف مدیریت اعمال شده را نشان دهد؟ آیا شهر مورد مطالعه پتانسیل توسعه را دارد؟ چه تغییری در منطقه اتفاق افتاده است و آیا این تغییر بهینه بوده است؟ همچنین مراحل اجرای تحقیق نیز به صورت نمودار (شکل1) آورده شده است، عدم سازگاری محیط طبیعی در توسعه شهرها میتواند زمینههای ایجاد مخاطرات گوناگون طبیعی را فراهم سازد، از آنجایی که بستر طبیعی قادر است در رابطه با عوامل آب و خاک، شیب، آب و هوا و. .. محدودیت‌هایی را در برابر توسعه فیزیکی شهرها ایجاد نماید. بنابراین، در اینجا جنبههای مختلف عدم توسعه شهری و پدیدههای مختلف طبیعی و امکان ایجاد محدودیتهای ناشی از آنها در رابطه با توسعه شهر شیراز بررسی شده و توان محیط طبیعی از نظر گنجایش جهت توسعه فیزیکی شهر معلوم میگردد.
شکل 1- نمودار مراحل انجام تحقیق
مواد و روشها
معرفی محدوده مورد مطالعه
شیراز، مرکز استان فارس بزرگترین نقطه جمعیتی در نیمه جنوبی کشور است و بر روی جلگه طویلی به طول 120 کیلومتر و عرض 15 کیلومتر در طول شرقی 52 درجه و 29 دقیقه تا 52 درجه و 36 دقیقه عرض شمالی و 29 درجه و 33 دقیقه تا 29 درجه و 41 دقیقه واقع شده است. ارتفاع شیراز از سطح دریا 1488 متر در منتهی الیه شرقی شهر و حدود 1700 متر در غرب آن متغیر است. شهر شیراز در بخش مرکزی شهرستان شیراز در حدود 1/71 درصد مساحت شهرستان شیراز و حدود 0/15 درصد از کل مساحت استان فارس را شامل میشود. این شهر در منطقه کوهستانی زاگرس واقع شده و آب و هوای معتدلی دارد. یک رود فصلی از وسط شهر عبور میکند که به رودخانه خشک معروف است و تنها در فصل زمستان و بهار آب دارد. این رود به دریاچه مهارلو واقع در جنوب شرقی شیراز میریزد.
شکل 2- موقعیت شهر شیراز در استان و کشور
دادههای مورد استفاده
در این پژوهش از نقشه رقومی ارتفاع، نقشه شیب، نقشه جهت، تصاویر ماهوارهای مربوط به سنجنده TM سال 1990 و IRS سال 2009 و دادههای بدست آمده از GPS[1] در طی عملیات میدانی استفاده شده است. به طور کلی در مراحل مختلف انجام این پژوهش از مجموعه نرمافزارهای کاربردی مختلفی استفاده گردیده است. به این صورت که به منظور آماده سازی اولیه تصاویر در مرحلهی پیشپردازش دادههای ماهوارهای که شامل اجرای تصحیحات اتمسفری و هندسی است، همچنین در مرحله پردازش و طبقهبندی تصاویر از نرمافزارهای ERDAS IMAGINE و Geomatica PCIو ArcGIS استفاده گردید. همچنین به منظور تعیین میزان تغییرات کاربری اراضی در دورههای زمانی مورد بررسی، از توابع موجود در نرمافزارAndes IDRISI بهره برده شد.
روشها، مراحل انجام کار و تکنیکهای مورد استفاده
زمین مرجع کردن تصاویر
تصاویر به طور هندسی در سیستم مختصات مرکاتور معکوس جهانی(UTM) بوسیله یک تصویر مرجع تصحیح و زمین مرجع شد. حداقل 17 نقطه کنترل زمینی (GCPs) توزیع شده از تصویر انتخاب شد. نمونه برداری مجدد بوسیله الگوریتم نزدیک ترین همسایه انجام شد. خطای جذر میانگین مربعات(RMS) 0.2 در پیکسل‌ها بود که نشان داد که تصویر در درون یک پیکسل دارای دقت مناسبی است.
پیش پردازش تصاویر
چهار تکنیک تشخیص تغییر، تفاضل تفاسیر، رگرسیون تصویر و تحلیل بردار تغییر(CVA) به طور گسترده در حوزه سنجش از دور مورد استفاده قرار میگیرد. این الگوریتم‌ها همگی دارای یک ویژگی مشترکی هستند که همه آنها دارای یک حد آستانه برای تعین مناطق تغییر یافته میباشند. تفاضل تصویر عموماً یک روش تشخیص تغییر برای مناطق کشاورزی و جنگلی است. تأثیرات نامطلوب ناشی از واگرایی یا پراکنش شرایط جوی و یا زوایای خورشید بوسیله روش رگرسیون کاهش مییابد. CVA یک تکنیک رادیومتری است که کاربرد مفید و اولیه آن تشخیص همه تغییرات موجود در ورودی دادههای چند طیفی است. روش تفاضل تصویر منجر به یک تصویر باقیمانده میشود، که تغییر حاصله از تفاضل دو تصویر در دو زمان متفاوت را نشان میدهد. پیکسلهای تغییر تابشی کوچک در اطراف میانگین توزیع میشوند، در حالی که پیکسلهای دارای تغییرات تابشی بزرگ در دنباله توزیع پخش میشوند. این روش رگرسیون اختلاف میانگین و واریانس بین ارزشهای پیکسل را برای زمانهای متفاوت در نظر میگیرد و فرض میشود که دو تاریخ (زمان) یک تابع یک زمانه است و یک رابطه خطی بین این دو تصویر ایجاد میشود. تصویر محاسبه شده و تصویر پایه (برای مثال تصویر اول) از هر کدام از دیگر تصاویر، با بکار بردن تابع رگرسیون خطی، کم میشود. CVA یک تکنیک چند متغییره است که چندین باند مناسب را بعنوان ورودی یا مشخصههای طیفی از هر جفت تصویر میپذیرد. برای هر جفت تصویر، این باندها در محورهای n بعدی مکانی با هم مقایسه میشوند. این تکنیک الگوریتم نیرومندی است که برای ماهیت و تعداد باندهای ورودی مورد استفاده قرار میگیرد. حیاتیترین نیاز پیش پردازشی لازم برای CVA رجیستر هندسی دقیق و نرمال سازی رادیومتری دادههای ورودی است. CVA اقدام به ایجاد دو کانال اطلاعات تغییر در خروجی میکند:- جهت بردار تغییر - دامنه تغییر چند طیفی. آسانترین اندازه گیریها برای بدست آوردن دامنه تغییر چند بعدی در CVA، فاصله اقلیدوسی بین نقاط انتهایی بردار در فضای تغییر است. باند 3 و 4 تصاویر لندست برای محاسبه فاصله اقلیدوسی برای تخمین دامنه و مقدار تغییر بکار گرفته شد (شکل3).
شکل3- بردار تغییر در دو باند مکانی رادیومتری و فاصله اقلیدوسی
بهترین باندهای انتخاب شده در تصاویر
نتیجه تقسیم مقادیر درجه روشنایی یک باند طیفی به باند طیفی قابل انطباق دیگر را نسبت گیری طیفی گویند. نسبت گیری طیفی برای متمایز ساختن تغییراتی که توسط تغییرات روشنایی در تک باندها ممکن نیست، به کار می‌رود. با این عمل بسیاری از پدیده‌هایی که در حالت تک باندی قابل تفکیک نیستند را می توان متمایز ساخت، نسبت گیری، تغییرات شیب منحنی بازتابهای طیفی بین دو باند را به تصویر می کشد. تجزیه مولفه‌های اصلی PCA در تفسیر دادههای رقومی سنجش از دور اهمیت زیادی برخوردار است. PCA می تواند برای متراکم کردن اطلاعات موجود در تعدادی از باندها (مثلا باندهای هفتگانه TM) به 2 یا 3 باند تبدیل شده، به کار رود. کم کردن دادهها و باندهایی که برای تولید نتایج قابل استفاده تجزیه میشوند، از نظر وقت و هزینه حائز اهمیت است به ویژه اگر قابلیت استخراج اطلاعات از مؤلفههای جدید بالاتر از قابلیت استخراج اطلاعات از دادههای اولیه و خام باشد. PCA1 نشان دهنده بازتابهای مادون قرمز نزدیک و میانی است. مناسبترین ترکیبات باندی برای تشخیص طبقات پوشش زمین مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و بهترین باندها برای اخذ نتیجه بهینه انتخاب گردید. نسبت طیفی باند 4 به 3، PCA1و نسبت طیفی باند 7 به 3 به دست آورده شد و برای تصویر IRS، نسبت طیفی 4 به 3، PCA1 و نسبت طیفی 3 به 2 انتخاب گردید. تمامی دادههای ماهوارهای با استفاده از نیمرخهای مکانی و طیفی برای تشخیص عدد پیکسل(DNs) طبقات مختلف تغییرات کاربری اراضی برای طبقهبندی بکار گرفته شدند.
مرحلة طبقهبندی و پردازش اطلاعات
هدف اصلی در فرایند طبقهبندی تصویر، کلاس‌بندی همه پیکسلهای یک تصویر درون کلاسهای کاربری اراضی است. به عبارت دیگر تبدیل ارزشهای طیفی به اطلاعات مفید و قابل استفاده و یا استخراج اطلاعات کمی در مورد عوامل زیست محیطی و منابع طبیعی از دادههای ماهوارهای است. روشهای مختلفی در این رابطه وجود دارند. که با استفاده از روش طبقهبندی نظارت شده (Supervised) این کار انجام گرفت. پس از مرحله نمونه برداری و با حصول اطمینان از صحت نمونهها، طبقه بندی کل تصویر انجام شد. الگوریتمهای مختلفی برای این مرحله وجود داشت که روش مناسب، با توجه به امکانات موجود در نرم افزار و با در نظر گرفتن کمترین خطا انتخاب شد. در این تحقیق از روش طبقهبندی براساس بیشترین شباهت (Maximum Likelihood) و با در نظر گرفتن احتمالات اولیه مساوی، به دلیل تئوری قوی آماری آن استفاده شد. طبقه بندی نظارت شده برای سالهای 1990 و 2009 برای تصاویر و با استفاده از دادههای زمینی به کار گرفته شد. در مرحله اول، جداسازی و تفکیک برای ایجاد مرز دادههای مناطق انجام گرفت، در مرحله دوم، طبقهبندی نظارت شده با استفاده از الگوریتم نزدیکترین همسایه بر روی یک ناحیه انجام گرفت. به هر زمینه و ناحیه ی یک کلاس کاربری اراضی، عددی بین 1 تا 5 که شامل (1) اراضی پوشش طبیعی شامل باغات (2) اراضی شهری و ساختهشده (3) اراضی بایر و بلااستفاده (4) اراضی کشاورزی (5) پوشش آبی (شکل4)، اختصاص داده شد.
دقت طبقهبندی
تفکیک پذیری نشانههای طیفی کلاسهای اولیه برای همه تصاویر بوسیله فاصله Bhattacharyya مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس این فاصله کلاسها بطور متوالی تا رسیدن به یک مقدار تفکیک پذیری بالا وقابل قبول ادامه پیدا کردند. ماتریس خطا و تحلیل Kappa برای ارزیابی دقت تشخیص تغییرات مورد استفاده قرار گرفت. تحلیل Kappa یک تکنیک چند متغییره گسسته است که در ارزیابی دقت طبقه بندی بکار می رود. مقادیر خطا Kappa و میزان صحت سنجی در جدول 1 آورده شده است.
جدول 1- ارزیابی دقت نقشههای کاربری اراضی تهیه شده
|
نقشه کاربری اراضی |
دقت تعیین شده |
ضریب کاپا |
|
TM 1990 |
5/91 |
0/91 |
|
IRS 2009 |
8/94 |
0/92 |
نقشه تغییرات کاربری اراضی
پس از تهیه نقشههای نهایی کاربری اراضی، با استفاده از روش مقایسه پس از طبقهبندی که عمومیترین روش آشکارسازی تغییرات برای مقایسه مستقل تصاویر است، لایههای کاربری اراضی تهیه شده، مورد مقایسه قرار گرفتند. این روش به خاطر استفاده از دو تصویر به صورت مستقل ونیز کاهش مشکل نرمالیزه کردن تفاوت بین سنسورها و شرایط اتمسفری دو دوره زمانی مؤثرترین تکنیک ثابت شده است. در پایان کار با استفاده از روشCross Tabulation که در واقع یکی از بهترین روشهای مقایسه پس از طبقهبندی در آشکارسازی تغییرات کاربری اراضی است لایههای کاربری اراضی تهیه شده، به صورت ماتریسی و دو به دو در محیط نرمافزار IDRISI مورد مقایسه قرار گرفتند و نقشه تغییرات کاربری اراضی به دست آمد (تصویر 5)
شکل4- نقشه کاربری اراضی شهر شیراز سال 1990 و 2009
شکل 5- نقشه تغییرات کاربری اراضی
آشکارسازی تغییرات کاربری اراضی
مرحله بعد از مراحل اجرایی، تلفیق و یکپارچه‌سازی لایههای اطلاعاتی است. در این مرحله پس از تعیین کمی نوع کاربری اراضی اعمال شده در دورههای زمانی مورد بررسی مربوط به هر تصویر، با استفاده از توابع مربوطه نظیر تجزیه و تحلیلهای پس از طبقهبندی نقشه تغییرات کاربری اراضی در طول دوره زمانی مورد بررسی تهیه خواهد گردید و میزان تغییر در هر کاربری به صورت اعداد و ارقام کمی مشخص خواهد گردید. به این صورت که هر کاربری چند درصد و یا چند هکتار دچار تغییر گردیده است. سپس با استفاده از نقشه رقومی ارتفاع منطقه، نقشه شیب، جهت بدست آمد (شکل6 و7) و در مرحله بعد با استفاده از تابعtabulation نقشه تغییرات با نقشههای شیب و جهت و ارتفاع مورد مقایسه قرار گرفتند و نمودار تغییرات مربوط به هر مورد استخراج شد (نمودار 1، 2و 3)
شکل 6- نقشه مدل رقومی ارتفاع و طبقات ارتفاع محدوده مورد مطالعه
شکل 7- نقشه شیب و جهت محدوده مورد مطالعه
نمودار 1- تغییرات جهت سال 2009-1990
نمودار 2- تغییرات ارتفاع سال 2009-1990
نمودار 3- تغییرات شیب سال 2009-1990
موقعیت طبیعی و ناهمواریهای منطقه
شهر شیراز در موقعیتی با محدودیتهای طبیعی ارتفاعات قرار گرفته است. در واقع شهر شیراز در یک دره توپوگرافیکی واقع شده است که از سمت شمال در دامنه ارتفاعات با شیب تند قرار گرفته و در ادامه گسترش آن به سمت شرق و غرب، میزان شیب نسبتا کم میشود. در بخش جنوبی، به دریاچه مهارلو منتهی میشود که هر از چند گاهی سیلابهای خطرناک مشکلاتی را برای محلاتی که در پایین دست مکان گزینی شدهاند به وجود میآورد. مجموعه این عوامل باعث میگردند که شعاع دسترسی مطلوب و برخی دیگر از شعاع دسترسی بسیار نامتوازن برخوردار هستند. دشت شیراز قسمتی از محدوده سرزمینی زاگرس است و جهت آن هماهنگ با جهت زاگرس شمال غربی-جنوب شرقی است و از نظر ساختمان طبیعی به صورت یک ناودیس است. کوههای نسبتاً بلندی اطراف شیراز را احاطه نمودهاند. استقرار شهر شیراز در میان ناهمواریها باعث گردیده است که شهر از نظر توسعه فیزیکی با محدودیتهای زیادی روبهرو گردد. مناسبترین شیب برای شهرسازی، شیب 5 تا 6 درصد است. اما در شیبهای تا 9 درصد نیز مجتمعهای مسکونی و تجهیزات شهری ساخته میشود و در بالاتر از شیب 9 درصد ساخت تأسیسات شهری همواره با مشکلات و خطرات زیادی روبرو خواهد بود. اما از نظر پایداری و ناپایداری زمین، شیبهای کمتر از 5 درصد شیبهای ناپایدار محسوب میشوند، اما در شیبهای بالاتر از 5 درصد بسته به ساختمان و جنس سنگها به تدریج زمینههای ناپایداری شیب فراهم میآید.
نقش عوامل طبیعی در گسترش شهر شیراز
شیراز در مراحل مختلف گسترش خود از شکل هستهای به سمت گسترش خطی حرکت کرده است. مهمترین عامل تأثیرگذار بر این شکل رشد و گسترش، وجود ارتفاعات در دو طرف شهر بوده است. گسترش شیراز به سمت شمال و جنوب به همراه خود نوعی جدایی گزینی اجتماعی و اقتصادی به همراه داشته که همین مسأله نیز در کنار عوامل طبیعی در رشد گسترش خطی شهر مؤثر بوده است. اقشار متوسط و کم درآمد شهر در جنوب، جنوب غرب و شمال شرق گرایش به سکونت داشتهاند و در مقابل اقشار متوسط به بالا در شمال و به ویژه شمال غرب استقرار یافتهاند. میل به سکونت در سمت شمال و شمال غربی باعث شده این سمت شهر به سرعت رشد کند و ساخت و سازهای وسیعی در این سمت شهر اتفاق افتد. عمدهترین این ساخت و سازها در پیرامون محور شیراز-اردکان اتفاق افتاده است. در طی این مدت روستاهای قصرالدشت نیز گسترش شدیدی یافته اند. همین موضوع منجر شد که باغهای ارزشمند قصرالدشت آسیب جدی ببینند. قسمتهای جدید شهر در اطراف محلات قدیم گسترش یافته اند، با گسترش موج مهاجرین محلات جدیدی در اطراف شهر ایجاد شدهاند. در مناطقی که محلات جدید شهر در آن گسترش یافته، به ویژه در مناطق شمالی و غربی از نظر شیب زمین در وضعیت مناسبی قرار ندارند و ارائه خدمات با مشکل روبرو است. بافت جدید شهر شیراز در موقعیتی قرار گرفته است که توسعه آن با محدودیتهای طبیعی ارتفاعات مواجه است. توسعه شهری در بافت جدید شهر شیراز شکل خطی به خود گرفته و مکانگزینی کاربریهای شهری در آن بیشتر به دلایل ذکر شده نامناسب و خارج از اصول علمی است و ناهماهنگیهایی را در توزیع خدمات شهری نمایان میسازد.
پیشبینی میزان توسعه آتی شهر
توسعه فیزیکی شهرها فرایندی پویا و مداوم است که طی آن محدودههای فیزیکی شهر و فضاهای کالبدی آنها در جهات عمودی و افقی از حیث کمی و کیفی افزایش مییابد، اگر این روند سریع و بیبرنامه باشد، ترکیب فیزیکی مناسبی برای فضاهای شهری به وجود نخواهد آمد. در نتیجه سیستمهای شهری را با مشکلات عدیدهای مواجه خواهد ساخت. بدون برنامهریزی کاربری اراضی نمیتوان به الگوی بهینه زیست در شهرها دست یافت. بنابراین، برنامهریزی کاربری اراضی شهری از جنبههای اصلی ساخت شهر است که به کمک آن میتوان مشکلات و مسائل شهرها را حل نموده و نوع استفاده از سرزمین در شهر را در راستای ساماندهی مناسب فضایی و ساخت شهر مهیا نمود. عمدتاً توسعه فیزیکی شهرها در بسیاری از کشورها از جمله در ایران به صورت کاملاً سلیقهای انجام گرفته است. بهطور کلی شهرسازی فعالیتی است کاملاً پیچیده و با موضوعاتی سر و کار پیدا می کند که قویاً مربوط به هم هستند و از طرفی روابط متقابل بین برنامهریزی کاربری اراضی و توسعه شهری بسیار نزدیک به یکدیگر بوده و این دو میبایست در راستای یکدیگر و در جهت رسیدن به توسعه پایدار اجرا گردند. به منظور پیشبینی میزان توسعه آتی شهر، نمودار 4، میزان رشد و توسعه مناطق شهری را بر حسب هکتار در سالهای1990، 2000 و 2009 نشان میدهد. برای ارزیابی سیر روند صعودی توسعه شهری با داشتن نقاط مرجع، به وسیله درون یابی نسبی اقدام به برازش منحنی برای دیگر نقاط (برای مثال سالهای 1995، 2005 و 2015) شد و همچنین منحنی برازش جهت بررسی و پیش بینی روند رشد توسعه شهری در آینده توسط نرم افزارMaple 10 به دست آمد.
نمودار 4- پیش بینی توسعه شهر در آینده( در صورت ثابت بودن روند رشد و شرایط محیطی)
این مطالعه نشان میدهد که توسعه شهری در شیراز نسبتا سریع است و نتیجه آن کاهش شدید منابع طبیعی و محیط زیست است. مساحت شهر شیراز به میزان 5412 هکتار در طی 19 سال، از سال 1990 تا 2009 گسترش یافت. نکته اصلی در گسترش شهر نشینی، تأمین زمین مورد نیاز برای احداث ساختمان‌های مسکونی و ملحقات شهری نیست، بلکه زمین مورد نیاز برای برآورده کردن نیازهای غذایی، پوشاک، کاغذ، آب، چوب، مصالح ساختمانی و سایر نیازهای جمعیت آن است. جلوگیری از گسترش سطح اراضی مسکونی در پاسخ به افزایش جمعیت و رشد اقتصاد فرایندی غیر قابل اجتناب به نظر میرسد. اما با ارائه راهکارهای مدیریتی مناسب و نیز مکانیابی نقاط جدید جهت گسترش شهرها میتوان میزان تغییر غیر اصولی کاربری اراضی کشاورزی به اراضی مسکونی را به حداقل کاهش داد.
- نتیجه‌گیری
بر طبق نتایج حاصله بیشترین تغییر کاربری اراضی در شیب 5-0 درصد مشاهده میشود. تغییرات در این مناطق به دلیل شیب کم و در دسترس بودن مردم است. بدلیل مستعد بودن برای استفادههایی نظیر کشاورزی مستعد برای ساخت مناطق مسکونی است. روند و جهت ارتفاعات و ناهمواریهای محدودهی شیراز به تبعیت از ناهمواریهای کلان زاگرس و تحت تاثیر عامل زمین ساخت، جهتی شمال غرب- جنوب شرق دارد. به عبارت دیگر تقریبا تمامی ناهمواریهای پیرامون شهر، جهت شمال غربی جنوب شرقی و در برخی نواحی به صورت محلی جهتی غربی- شرقی دارند. همین ویژگی باعث شده دشت شیراز نیز جهتی طویل و کشیده با امتداد شمال غرب- جنوب شرق داشته باشد. تاثیر ناهمواریها و عوارض بر توسعهی کالبدی در قسمتهای با شیب تند و در محل عارضهها و ناهمواریهای اصلی کوهستانی (نظیر کوه دراک و کوههای شمالی) به صورت مانع و محدودیت عمل کرده و میتواند توسعه فیزیکی شهر را با مشکل روبرو سازد. البته این محدودیت معمولا از شیبهای 20 تا 30 درصد به بالا به صورت جدی شروع میشود. بیشترین میزان تغییرات در ارتفاع 1400 تا 1500 متر رخ داده است. کنش و واکنش بین محدودیتهای طبیعی بستر شهر با توسعه ناموزون شهر در گذشته، آثار و پیامدهای سوء متعددی را در منطقه بر جای گذاشته است. بررسی و ریشهیابی این گونه پیامدها قطعاً در برنامه پیشگیری از تشدید آثار سوء موجود و طرحهای بهسازی آتی محیط شهری شیراز مفید و مؤثر خواهد بود. با توجه به نقشههای موجود و تصاویر ماهوارهای، شهر به سمت شمال غربی روندی رو به رشد دارد. احداث شهرکهایی همچون شهرک گلستان و شهرک صدرا مبین این امر است. با توجه به اینکه شمال غرب شهر شیراز جزو نواحی خوش آب و هوا و دارای مناطق توریستی و گردشگری زیادی است، باید روند توسعهی شهر با مدیریت صحیح و اهداف توسعهی پایدار صورت گیرد. در طول سالهای گذشته لاجرم بخشی از توسعهی شهر شیراز به بهای تبدیل و تخریب اراضی کشاورزی شکل گرفته است. باید توجه داشت که تخریب اراضی کشاورزی درجه یک و تبدیل آنها به اراضی مسکونی باعث استفاده از اراضی مرتعی برای کشاورزی شده است. با توجه به اینکه در طی سالهای آینده مقدار قابل توجهی از اراضی زراعی منطقه به اراضی مسکونی و یا صنعتی تبدیل میگردند، مسلما اراضی زراعی و مرتعی به اراضی با شیبهای بالاتر منتقل میشوند، که بدیهی است محصول قابل توجهی نخواهد داشت. همچنین وجود اراضی طبیعی که شامل باغهای قصرالدشت است باعث تلطیف هوای شیراز گشته و با توجه به تخریب این باغها به مقدار زیاد در طی سالهای 1990 تا 2009 باید با مدیریت جامعتر در جهت حفظ باغهای باقیمانده کوشید. وجود تراکم جمعیت بسیار بالا در منطقه و تداوم جریان یکسویه مهاجرت از روستا به شهر، به منظور اسکان و نیز ایجاد اشتغال این جمعیت از طریق ایجاد و توسعه شهرکهای صنعتی، شناسایی و مکانیابی مناطق جدید جهت توسعه شهری و صنعتی امری کاملا ضروری است. در سطح شهر شیراز مشکلات متعددی که در توسعه شهری مطرح هستند، جلوی توسعه شهری را گرفتهاند. میتوان گفت که مهمترین عامل در توسعه فیزیکی شهر عناصر طبیعی است. در این بین با توجه به این که شهر شیراز از کلان شهرهای کشور به شمار میآید و به لحاظ موقعیت و شرایط توپولوژیکی خود از اطراف به وسیله ناهمواریها محصور است، توسعه شهری شکل خطی به خود گرفته و مکانگزینی کاربریهای شهری در آن بیشتر به دلایل ذکر شده دارای توزیع نامناسب و خارج از اصول علمی است. عدم توجه به توزیع متعادل و متوازن کاربریها و نبود دید علمی و منطقی از گذشته در خصوص توزیع اصولی کاربریها در سطح شهر شیراز، ناهماهنگیهایی را در توزیع خدمات شهری نمایان ساخته است. بنابراین با توجه به نتایج مطالعات میتوان گفت بهترین جهات مناسب برای رشد آتی شهر نواحی جنوبی و غربی خواهد بود که در این جهات به علت شیب کم، ناپایداری دامنهها وجود نخواهد داشت و در ضمن زمینههای لازم برای شهرسازی به طور بارزی در این محدوده نمایان است، نواحی شمالی و شرقی شهر بنا به دلایل متعدد نه تنها مناسب نبوده بلکه، در صورت نادیده گرفتن نقش عوامل طبیعی، در محلههای شهری باعث ایجاد مخاطرات طبیعی خواهد شد. ضمن آنکه شهر جدید صدرا نیز از جمله مکانهایی است که استعداد پذیرش سرریز جمعیتی شهر شیراز را داراست. لازم است نگرش علمی-کاربردی در توزیع خدمات و کاربریها متناسب با ملاحظات زیست محیطی، اجتماعی همواره مدنظر بوده باشد.
)
